清洁机器人避障控制系统的研究

【摘要】：清扫机器人属于服务机器人的一种，世界各国尤其是西方发达国家都在致力于研究开发和广泛使用服务机器人。如果清扫机器人的性价比足够高，那么清扫机器人的市场将会被看好。 本文介绍了清洁机器人在国内外发展现状和应用情况，侧重研究了清洁机器人的避障控制系统。结合实验室实际条件，设计了机器人样机。其主要工作内容包括：小车机械本体设计、控制理论的介绍、AT89C51单片机控制系统硬件电路及检测电路设计、控制系统软件设计和机器人避障性能测试试验。 通过实验表明所设计的机器人样机能够实现自主避碰的功能，达到设计要求。 【关键词】：清洁机器人 避障 模糊控制 AT89C51单片机
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TP242
【目录】：

• 第1章 绪论9-17
• 1.1 机器人的发展概述9-10
• 1.2 移动机器人的发展概述10-11
• 1.3 清洁机器人的研究概况11-15
• 1.4 移动机器人避障的研究15-16
• 1.5 论文主要完成工作16-17
• 第2章 机器人总体结构17-25
• 2.1 机器人构成方案17-19
• 2.2 机器人本体结构设计19-23
• 2.2.1 驱动轮机构组成19-23
• 2.2.2 随动轮机构组成23
• 2.3 本章小结23-25
• 第3章 清洁机器人的避障系统25-32
• 3.1 概述25-26
• 3.2 路径规划与避障系统的关系26
• 3.3 避障策略26-30
• 3.3.1 障碍的分类处理26-27
• 3.3.2 避障策略27-30
• 3.4 障碍检测系统30
• 3.5 定位系统30-31
• 3.6 本章小结31-32
• 第4章 避障的控制算法32-42
• 4.1 移动机器人避障控制算法概述32-36
• 4.1.1 移动机器人避障的模糊控制32-33
• 4.1.2 移动机器人避障的人工神经网络控制33-34
• 4.1.3 移动机器人避障的模糊神经控制34-36
• 4.2 模糊控制理论简介36-39
• 4.3 模糊控制器的设计39
• 4.4 制定模糊控制规则39-41
• 4.5 本章小结41-42
• 第5章 控制系统硬件设计42-53
• 5.1 单片机控制系统42-44
• 5.1.1 AT89系列单片机简介42-43
• 5.1.2 外围电路43-44
• 5.2 电机驱动电路44-47
• 5.3 传感器检测电路47-51
• 5.3.1 障碍检测传感器47-49
• 5.3.2 光电编码器49-51
• 5.4 本章小结51-53
• 第6章 控制系统软件设计53-66
• 6.1 8051的编程语言简介53-54
• 6.2 软硬件调试系统54-55
• 6.3 单片机控制系统软件设计55-64
• 6.3.1 AT89C51定时器设置58-60
• 6.3.2 AT89C51定时器初值计算60-62
• 6.3.3 AT89C51中断设置62-64
• 6.4 转弯控制子程序64-65
• 6.5 本章小结65-66
• 第7章 试验66-71
• 7.1 机器人旋转偏差和直线前行偏差的测试66-69
• 7.2 模拟避障试验69-70
• 7.3 本章小结70-71
• 结论71-72
• 参考文献72-76
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果76-77
• 致谢77

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