家用保安機器人避障傳感單元研制及路徑規(guī)劃研究.pdf

1、目前，市場上的服務機器人主要面向酒店、博物館等場所從事迎賓服務工作，售價都在數(shù)十萬元，消費群體比較窄，因此開發(fā)面向家庭服務、技術上實用、低成本、低功耗、體積小巧、可靠性高、智能化程度高的服務機器人具有很大的市場潛力。
　　本文不采用傳統(tǒng)的計算機作為機器人的控制系統(tǒng)，而是采用基于SAMSUNG公司的高性能的32位嵌入式ARM處理器S3C44B0X搭建的硬件平臺作為家用保安機器人的控制核心，充分利用了嵌入式處理器的高性能、接口豐富、方

2、便擴展、可靠性高、資源豐富等優(yōu)點，移植實時操作系統(tǒng)μC/OS-II及GUI圖形支持系統(tǒng)，增強平臺操作的實時性，實現(xiàn)了多任務間通信，解決了隨著系統(tǒng)的不斷開發(fā)，程序開發(fā)與維護愈來愈難這一弊病。
　　本文研制出價格低廉的避障傳感單元，采用8位單片機AT89C52作為傳感器的控制、數(shù)據(jù)采集及處理單元，分時控制8路超聲波傳感器，對周圍的障礙物的距離進行檢測，紅外線傳感器有效的彌補了超聲波盲區(qū)的缺陷。針對機器人對位姿精度的要求，本文設計了一種

3、基于高精度運動控制器的全數(shù)字位置伺服控制芯片（LM629)及專用于直流電機驅(qū)動芯片（LMD18200)的電機驅(qū)動模塊。電機驅(qū)動模塊、電機及增量式光電編碼器構成一個完整的閉環(huán)反饋系統(tǒng)。同時本文建立機器人運動的數(shù)學模型，通過編碼器反饋的數(shù)據(jù)計算出機器人在世界坐標系中的位姿，并應用改進了的人工勢場法根據(jù)避障傳感單元返回的局部環(huán)境信息進行路徑規(guī)劃，使機器人運動過程中實時避障到達目標點。
　　本文最后在家用保安機器人應用平臺上進行了性能測試