兩輪自平衡機器人結(jié)構(gòu)簡單,運動靈活,轉(zhuǎn)彎半徑小,適用于工作環(huán)境變化大、任務(wù)復(fù)雜的場合,如空間探索、地形偵察、危險品運輸以及教育和服務(wù)機器人等領(lǐng)域。隨著智能技術(shù)的發(fā)展,研究具有自主移動能力的兩輪自平衡機器人成為主要趨勢。兩輪自平衡機器人具有高階、非線性、多變量的特點,是一個動態(tài)平衡的欠驅(qū)動系統(tǒng)。本文研究了兩輪自平衡機器人的自主定位、地圖構(gòu)建和路徑規(guī)劃問題。首先,綜述了兩輪自平衡機器人的自主移動研究中定位、建圖和路徑規(guī)劃等問題的研究現(xiàn)狀。然后基于機器人操作系統(tǒng)（Robot Operating System,ROS）設(shè)計了一種兩輪自平衡機器人自主移動系統(tǒng),詳細介紹了其硬件、軟件設(shè)計。其次,針對兩輪自平衡機器人的靜態(tài)不穩(wěn)定的特點,易造成傳統(tǒng)的視覺定位的精度和地圖構(gòu)建的精度下降。本文將慣性定位和視覺定位進行融合,降低了由于載體抖動對定位造成的影響。再次,采用八叉樹模型來構(gòu)建三維柵格地圖,有效減小了存儲資源的消耗。最后,研究了基于一種基于改進A*算法的路徑規(guī)劃問題,包括啟發(fā)函數(shù)設(shè)計、動態(tài)加權(quán)評價函數(shù)的設(shè)計、以及路徑平滑處理等問題。將上述研究應(yīng)用于兩輪自平衡機器人系統(tǒng)中,實測實驗表明兩輪自平衡車的定... 

【文章來源】：武漢科技大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Segway自平衡車

Joe自平衡車

“村田頑童”

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于定向加權(quán)A*算法的自主移動機器人路徑規(guī)劃[J]. 張超超,房建東.  計算機應(yīng)用. 2017(S2)
[2]基于Dijkstra算法的配電網(wǎng)孤島劃分[J]. 姚玉海,張璇,齊偉強,張巖.  電力系統(tǒng)保護與控制. 2017(24)
[3]移動機器人動態(tài)路徑規(guī)劃方法的研究與實現(xiàn)[J]. 史進,董瑤,白振東,崔澤晨,董永峰.  計算機應(yīng)用. 2017(11)
[4]基于GMapping算法與指紋地圖構(gòu)建的井下定位方法[J]. 蔣磊,楊柳銘,武方達,韓會杰,周雪.  工礦自動化. 2017(09)
[5]粒子群優(yōu)化的移動機器人路徑規(guī)劃算法[J]. 韓明,劉教民,吳朔媚,王敬濤.  計算機應(yīng)用. 2017(08)
[6]基于多策略混合人工魚群算法的移動機器人路徑規(guī)劃[J]. 黃宜慶,彭凱,袁夢茹.  信息與控制. 2017(03)
[7]基于ORB-SLAM的室內(nèi)機器人定位和三維稠密地圖構(gòu)建[J]. 侯榮波,魏武,黃婷,鄧超鋒.  計算機應(yīng)用. 2017(05)
[8]兩輪自平衡機器人轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性優(yōu)化研究[J]. 戴福全,李濟澤,朱悅涵,阮玉鎮(zhèn).  機械設(shè)計與制造. 2017(04)
[9]無人機實時蟻群算法路徑規(guī)劃[J]. 尚夢雨.  自動化應(yīng)用. 2016(12)
[10]基于改進人工勢場的礦井導(dǎo)航裝置路徑規(guī)劃[J]. 田子建,高學(xué)浩,張夢霞.  煤炭學(xué)報. 2016(S2)

碩士論文
[1]基于視覺引導(dǎo)的自平衡機器人控制系統(tǒng)研究[D]. 陳思涵.大連海事大學(xué) 2017
[2]基于RGB-D攝像機的同步定位與建圖研究[D]. 辛冠希.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[3]導(dǎo)盲機器人自主導(dǎo)航技術(shù)研究[D]. 張?zhí)?江蘇科技大學(xué) 2016
[4]基于單目視覺的四旋翼無人機位姿估計與控制[D]. 宋昱慧.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[5]融合一致球擴展的RGBD-SLAM系統(tǒng)改進研究[D]. 王敏波.西安電子科技大學(xué) 2015
[6]載人雙輪自平衡車的分析與設(shè)計[D]. 張慶濤.山東大學(xué) 2015
[7]KinectFusion三維重建的再優(yōu)化[D]. 譚歆.浙江大學(xué) 2015
[8]基于視覺和慣性導(dǎo)航的水下機器人組合定位設(shè)計[D]. 高明.浙江大學(xué) 2014
[9]基于DSP的履帶式移動機器人設(shè)計[D]. 平鵬.南京理工大學(xué) 2013
[10]環(huán)境部分未知情況下的服務(wù)機器人導(dǎo)航研究[D]. 許心德.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009



本文編號：3573261