学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

移动机器视觉定位导航和自主避障系统的研究

作　者: 邱广萍
导　师: 金连文；李辛
学　校: 华南理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 视觉导航自动寻迹红外传感器 PID控制算法自主避障
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 61次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着科技的发展,我们研究出机器人来完成繁琐和危险的,或者不适合以人力完成的工作。轮式移动机器是机器人科目中的重要分支,轮式移动机器是一种具有高度自我规划、自组织、自适应和自主避障,并适合于复杂环境工作的机器。目前,拥有定位导航和自主避障的轮式移动机器在工业、空间开发、医疗、家政服务等行业都具有广泛的应用前景。本文主要以轮式移动的机器为研究对象,通过红外线测距传感器对自行设计的路标进行定位评估;通过近红外“照明”系统获取路况的近红外成像图对机器进行导航;并同时利用红外线测距传感器获取路况中障碍物的距离信息,确立自主避障系统。针对轮式移动机器的视觉定位与导航问题,本系统配备光电传感器,并提出一种基于局部特征匹配的路标识别方法,开发了对自然的非结构化环境具有较高鲁棒性的视觉导航系统。本技术可应用于具有单摄像机和多摄像机的移动智能体,包括机器人、智能车、无人飞艇、群机器人等。该设计使用模块化的机器系统,设计重点集中在机器的传感器应用与控制算法的设计与实现上。在可编程片上系统(PSoC: Programmable System-On-Chip)器件上设计并实现机器的控制算法。为了提高轮式移动机器的自主性,使用红外线测距传感器来完成轮式移动机器在未知环境下自主避障的策略。在轮式移动机器底部安装3个扩散反射型红外线传感器,另外在前端设置一组红外线发射器,后端设置对应的一组红外线接收器以及2个超声波传感器。运行过程中,单片机不断读取3个寻迹红外线传感器的状态信号,控制两个电机以高、低两级不同的速度运转,以实现转弯和直线行驶等状态。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-15
  1.1 选题背景  10
  1.2 课题研究的目的和意义  10-12
  1.3 移动机器的发展现状  12-14
  1.4 课题的主要研究内容  14
  1.5 本章小结  14-15
第二章系统结构概述  15-25
  2.1 系统总体方案的选定  15-22
    2.1.1 传感器的类型和选择  15-17
    2.1.2 自主导航技术的选择  17-18
    2.1.3 避障技术算法的分类与选择  18-22
  2.2 总体设计思路  22-24
  2.3 本章小结  24-25
第三章系统硬件设计  25-37
  3.1 车模部分参数要求  25
  3.2 舵机安装  25
  3.3 中央处理单元模块  25-26
  3.4 电源管理模块  26-27
  3.5 寻轨传感器电路模块  27-30
  3.6 舵机控制模块  30-32
  3.7 电机驱动模块  32-34
  3.8 速度检测模块  34-35
    3.8.1 车速检测方式  34-35
    3.8.2 车速检测装置的安装  35
  3.9 本章小结  35-37
第四章系统软件设计  37-50
  4.1 模型车路径识别算法的研究  37-41
    4.1.1 模型车路径识别算法的概述  37
    4.1.2 算法详解  37-41
  4.2 系统设计  41-44
    4.2.1 时钟模块的初始化设计  41-43
    4.2.2 PWM 模块的初始化设计  43
    4.2.3 ECT 模块的初始化设计  43-44
    4.2.4 A/D 模块的初始化设计  44
  4.3 核心控制算法  44-49
    4.3.1 PID 控制算法  44-45
    4.3.2 转向舵机的控制  45-46
    4.3.3 驱动电机的控制  46-49
  4.4 本章小结  49-50
第五章定位导航与自主避障的实现  50-55
  5.1 定位导航  50-51
  5.2 自主避障技术  51-52
  5.3 硬件和软件测试  52-54
    5.3.1 硬件测试  52-53
    5.3.2 软件测试  53-54
    5.3.3 实地调试  54
  5.4 本章小结  54-55
结论  55-57
参考文献  57-61
攻读学位期间发表论文  61-62
致谢  62-63
附件  63

移动机器视觉定位导航和自主避障系统的研究

内容摘要

全文目录

相似论文