【正文】 來控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。它將圖像特征的變化與機(jī)器人的位置變化對應(yīng)起來， 通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練來近似特征雅克比矩陣的逆陣。 Stanley 提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)器人視覺導(dǎo)航技術(shù)。利用視覺探測路標(biāo)來完成機(jī)器人導(dǎo)航，涉及視覺導(dǎo)航中邊緣銳化、特征提取等圖像處理方法計(jì)算量大，實(shí)時(shí)性差始終是一個(gè)瓶頸問題。 Trahanias 利用視覺探測路標(biāo)來完成機(jī)器人導(dǎo)航。因此，陸標(biāo)探測的穩(wěn)定性 和魯棒性是研究的主要問題。根據(jù)路標(biāo)的不同，可分為人工路標(biāo)導(dǎo)航和自然路標(biāo)導(dǎo)航，人工路標(biāo)導(dǎo)航是機(jī)器人通過對人為放置的特殊標(biāo)志的識別實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航，雖然比較容易實(shí)現(xiàn)，但它人為地改變了機(jī)器人工作的環(huán)境。 路標(biāo)導(dǎo)航是事先將環(huán)境中的一些特殊景物作為路標(biāo)，機(jī)器人在知道這些路標(biāo)在環(huán)境中的坐標(biāo)、形狀等特征的前提下，通過對路標(biāo)的探測來確定自身的位置。 環(huán)境地圖模型匹配導(dǎo)航是機(jī)器人通過自身的各種傳感器，探測周圍環(huán)境，利用感知到的局部環(huán)境信息進(jìn)行局部地圖構(gòu)造，并與其內(nèi)部事先存儲(chǔ)的完整地圖進(jìn)行匹配，如兩模型相互匹配，機(jī)器人可確定自身的位置，并根據(jù)預(yù)先規(guī)劃的一條全局路線，采用路徑跟蹤和避障技術(shù)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航。本論文進(jìn)論述陸地移動(dòng)機(jī)器人。 移動(dòng)機(jī)器人的分類 移動(dòng)機(jī)器人可從多各方面進(jìn)行分類。機(jī)器人通過裝配的信息獲取手段，獲得外部環(huán)境信息，實(shí)現(xiàn)自我定位，判定自身狀態(tài)，規(guī)劃并執(zhí)行下一步動(dòng)作。在自主移動(dòng)機(jī)器人相關(guān)技術(shù)的研究中，導(dǎo)航技術(shù)是其研究的核心，也是移動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)智能化及完全自主的關(guān)鍵技移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)研究 第 2 頁 共 54 頁 術(shù)。所謂移動(dòng)機(jī)器人，就是一種高度自規(guī) 劃、自組織、自適應(yīng)能力，適合在復(fù)雜非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中工作的機(jī)器人。然而隨著機(jī)器人的不斷發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)，這些固定于某一位置操作的機(jī)器人不能完全滿足各方面的需要。 5）機(jī)器人是人造的機(jī)械電子裝 。 3）機(jī)器人具有通用性，工作種 類和工作程序靈活多變。但歸結(jié)起來，機(jī)器人具有以下特點(diǎn)： 1）機(jī)器人的動(dòng)作機(jī)構(gòu)類似于人或人的某些部位。近年來，智能控制的發(fā)展十分迅速，這必將促使機(jī)器人的智能化水平達(dá)到新的高度。華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 I 頁 共 54 頁 目錄 第 1章 緒 論 .................................................................. 1 引言 ........................................................................ 1 移動(dòng)機(jī)器人的分類 ............................................................. 2 移動(dòng)機(jī)器人相關(guān)的主要技術(shù) ..................................................... 2 導(dǎo)航 .................................................................... 2 定位 .................................................................... 3 路徑 規(guī)劃 ............................................................... 4 多傳感器信息融合方面的研究 .............................................. 4 移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展前景 ......................................................... 5 論文研究的意義和主要內(nèi)容 ..................................................... 6 小結(jié) ........................................................................ 6 第 2章 移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)學(xué)模型 .............................................. 7 引言 ........................................................................ 7 移動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇 .............................................................. 7 移動(dòng)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu) ......................................................... 8 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選型 .............................................................. 8 主動(dòng)輪 驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率的確定 ................................................. 8 電機(jī)的選擇 ............................................................. 11 移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型 ...................................................... 14 非完整約束與非完整系統(tǒng) .................................................. 14 非完整系統(tǒng)的可控性 ...................................................... 15 非完整系統(tǒng)與鏈?zhǔn)较到y(tǒng)的轉(zhuǎn)換 .............................................. 16 運(yùn)動(dòng)學(xué)模型 ............................................................. 16 移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)研究 第 II 頁 共 49 頁 小結(jié) ........................................................................ 19 第 3章 移動(dòng)機(jī)器人的路徑規(guī)劃 ....................................................... 20 引言 ........................................................................ 20 路徑規(guī)劃方案 ................................................................ 20 路徑設(shè)計(jì) ................................................................... 20 時(shí)的路徑設(shè)計(jì) .................................................... 21 時(shí)的路徑設(shè)計(jì) .................................................... 22 ................................................................ 23 ........................................................................ 26 第 4章 移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ............................................... 26 ...................................................... 26 ................................................................ 27 ...................................................... 28 ATmega8515L 微控制器特點(diǎn) ................................................ 28 ATmega8515L微控制器的引腳配置圖及其定義 ................................. 29 ATmega8515L微控制器的指令系統(tǒng) ........................................... 31 .................................................................... 32 ................................................................ 36 光電編碼器測速模塊 .......................................................... 40 光電編碼器鑒相的方法 .................................................... 41 移動(dòng)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)輪線速度的測量 ............................................ 42 系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì) .............................................................. 46 影響系統(tǒng)可靠性的因素 .................................................... 46 應(yīng)對的措施 .............................................................. 46 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 III 頁 共 54 頁 小結(jié) ....................................................................... 47 第 5章 移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ............................................... 48 ....................................................................... 48 移動(dòng)機(jī)器人軟件的總體設(shè)計(jì) .................................................... 48 程序設(shè)計(jì) ................................................................... 49 外部中斷子程序 ......................................................... 49 避障子程序設(shè)計(jì) ......................................................... 50 PWM初始化子程序 ........................................................ 51 電機(jī)控制子程序 ......................................................... 52 程序編譯環(huán)境與燒錄 .......................................................... 52 CVA軟件介紹 ............................................................ 52 .............................................................. 53 小結(jié) ....................................................................... 53 第 6章 結(jié)論 ...................................................................... 54 論文成果小結(jié) ............................................................... 54 展望 ....................................................................... 54 參考文獻(xiàn) ......................................................................... 55 致謝 ............................................................................. 55 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁 共 54 頁 第 1 章 緒 論 引言 隨著各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求和電