發(fā)布時間：2021-05-11 15:50

　　近幾十年來,機器人技術(shù)蓬勃發(fā)展,各類型機器人廣泛應(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,同時也可替代人在危險環(huán)境中作業(yè)。傳統(tǒng)的移動作業(yè)機器人如排爆機器人、野外運載機器人、消防搜救機器人等在行走結(jié)構(gòu)、操控模式、可視化以及模塊化等方面還存在缺陷。本文針對復(fù)雜環(huán)境中的排爆、消防等專用移動機器人的機械結(jié)構(gòu)和自主導(dǎo)航進(jìn)行研究,設(shè)計了新型的輪系行走結(jié)構(gòu)和基于ROS的智能導(dǎo)航實驗,實現(xiàn)了機器人自主導(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)用價值。本文針對傳統(tǒng)機器人輪式或履帶式的行走結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,設(shè)計了一種新型八輪式的移動平臺。該平臺共四組輪系,每組兩個車輪由一個電機驅(qū)動,兩車輪由齒輪組傳動形成二自由度結(jié)構(gòu)。新型的輪系結(jié)構(gòu)使得移動機器人既保持了輪式結(jié)構(gòu)簡單快速的優(yōu)點,又具有攀爬樓梯等良好的越障能力,同時還避免了履帶式結(jié)構(gòu)越障中的動態(tài)穩(wěn)定性差的缺點。這些特點對展開自主導(dǎo)航的研究也具有極大的優(yōu)勢。針對機器人在傳統(tǒng)的SLAM技術(shù)在導(dǎo)航的過程中對障礙物不加區(qū)分一味進(jìn)行避讓的缺陷,本文做出了改進(jìn)。通過將激光雷達(dá)的安裝高度與機器人的越障能力對應(yīng)起來,對于矮小的障礙物,一方面二維激光雷達(dá)檢測不... 

【文章來源】：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

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：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 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)
    1.4 實驗方案
    1.5 本章小結(jié)
第二章 路探機器人的機械結(jié)構(gòu)和電氣結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.1 機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.1.1 機械結(jié)構(gòu)
        2.1.2 相關(guān)參數(shù)
        2.1.3 運動學(xué)分析
    2.2 路探機器人的電氣結(jié)構(gòu)
        2.2.1 主要元器件
        2.2.2 電氣結(jié)構(gòu)設(shè)計
    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簡介
    3.2 機器人底盤控制
        3.2.1 機器人質(zhì)心運動速度和車輪電機轉(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 實驗:路探機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的路探機器人智能爬坡
    4.1 智能爬坡
    4.2 基于Kinect2.0的點云圖
    4.3 點云庫PCL簡介以及在ROS下的調(diào)用
    4.4 通過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 實驗:路探機器人的智能爬坡實驗
    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
[1]基于ROS與Kinect的移動機器人同時定位與地圖構(gòu)建[J]. 王權(quán),胡越黎,張賀.  計算機應(yīng)用研究. 2017(10)
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[3]小型輪/履變結(jié)構(gòu)移動機器人設(shè)計及越障分析[J]. 郭文增,姜世公,戴福全,宗成國,高學(xué)山.  北京理工大學(xué)學(xué)報. 2015(02)
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[8]輪式移動機器人研究綜述[J]. 朱磊磊,陳軍.  機床與液壓. 2009(08)
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碩士論文
[1]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
[2]基于ROS的移動機器人導(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)外巡檢移動機器人原型設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 劉博.西南交通大學(xué) 2015
[4]基于Kinect機器人導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計[D]. 徐小根.南京郵電大學(xué) 2015
[5]多功能智能移動機器人控制系統(tǒng)設(shè)計與分析[D]. 阮見.南京理工大學(xué) 2008



本文編號：3181681