近幾十年來(lái),機(jī)器人技術(shù)蓬勃發(fā)展,各類(lèi)型機(jī)器人廣泛應(yīng)用于不同的行業(yè)和領(lǐng)域中,極大的提高了生產(chǎn)效率,同時(shí)也可替代人在危險(xiǎn)環(huán)境中作業(yè)。傳統(tǒng)的移動(dòng)作業(yè)機(jī)器人如排爆機(jī)器人、野外運(yùn)載機(jī)器人、消防搜救機(jī)器人等在行走結(jié)構(gòu)、操控模式、可視化以及模塊化等方面還存在缺陷。本文針對(duì)復(fù)雜環(huán)境中的排爆、消防等專(zhuān)用移動(dòng)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)和自主導(dǎo)航進(jìn)行研究,設(shè)計(jì)了新型的輪系行走結(jié)構(gòu)和基于ROS的智能導(dǎo)航實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人自主導(dǎo)航與高效的行走和越障功等相結(jié)合,具有重要的研究意義和應(yīng)用價(jià)值。本文針對(duì)傳統(tǒng)機(jī)器人輪式或履帶式的行走結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,設(shè)計(jì)了一種新型八輪式的移動(dòng)平臺(tái)。該平臺(tái)共四組輪系,每組兩個(gè)車(chē)輪由一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng),兩車(chē)輪由齒輪組傳動(dòng)形成二自由度結(jié)構(gòu)。新型的輪系結(jié)構(gòu)使得移動(dòng)機(jī)器人既保持了輪式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單快速的優(yōu)點(diǎn),又具有攀爬樓梯等良好的越障能力,同時(shí)還避免了履帶式結(jié)構(gòu)越障中的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)。這些特點(diǎn)對(duì)展開(kāi)自主導(dǎo)航的研究也具有極大的優(yōu)勢(shì)。針對(duì)機(jī)器人在傳統(tǒng)的SLAM技術(shù)在導(dǎo)航的過(guò)程中對(duì)障礙物不加區(qū)分一味進(jìn)行避讓的缺陷,本文做出了改進(jìn)。通過(guò)將激光雷達(dá)的安裝高度與機(jī)器人的越障能力對(duì)應(yīng)起來(lái),對(duì)于矮小的障礙物,一方面二維激光雷達(dá)檢測(cè)不... 

【文章來(lái)源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究的背景和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)
    1.4 實(shí)驗(yàn)方案
    1.5 本章小結(jié)
第二章 路探機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.1 機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.1.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)
        2.1.2 相關(guān)參數(shù)
        2.1.3 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
    2.2 路探機(jī)器人的電氣結(jié)構(gòu)
        2.2.1 主要元器件
        2.2.2 電氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.3 遠(yuǎn)程桌面連接
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于ROS的二維激光雷達(dá)自主導(dǎo)航
    3.1 ROS簡(jiǎn)介
    3.2 機(jī)器人底盤(pán)控制
        3.2.1 機(jī)器人質(zhì)心運(yùn)動(dòng)速度和車(chē)輪電機(jī)轉(zhuǎn)速的定量轉(zhuǎn)換關(guān)系
        3.2.2 底層串口通信
    3.3 建圖和導(dǎo)航
        3.3.1 二維激光雷達(dá)建立地圖
        3.3.2 自主導(dǎo)航
    3.4 實(shí)驗(yàn):路探機(jī)器人在不同高度的障礙物下的自主導(dǎo)航
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于KINECT的路探機(jī)器人智能爬坡
    4.1 智能爬坡
    4.2 基于Kinect2.0的點(diǎn)云圖
    4.3 點(diǎn)云庫(kù)PCL簡(jiǎn)介以及在ROS下的調(diào)用
    4.4 通過(guò)PCL求取障礙物的坡度
        4.4.1 直通濾波
        4.4.2 降采樣
        4.4.3 平面模型分割,并求坡度大小
    4.5 導(dǎo)航指令的重載
    4.6 實(shí)驗(yàn):路探機(jī)器人的智能爬坡實(shí)驗(yàn)
    4.7 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)和展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于RGB-D攝像機(jī)的同步定位與建圖研究[D]. 辛冠希.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]基于ROS的移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)研究[D]. 李志雄.西南科技大學(xué) 2016
[3]基于激光雷達(dá)的室內(nèi)外巡檢移動(dòng)機(jī)器人原型設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 劉博.西南交通大學(xué) 2015
[4]基于Kinect機(jī)器人導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 徐小根.南京郵電大學(xué) 2015
[5]多功能智能移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析[D]. 阮見(jiàn).南京理工大學(xué) 2008



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