機(jī)器人技術(shù)是一門多學(xué)科領(lǐng)域交叉融合的技術(shù)。機(jī)器人的出現(xiàn)主要是輔助和代替人類在特定或者危險(xiǎn)環(huán)境中進(jìn)行作業(yè),智能移動(dòng)機(jī)器人的出現(xiàn)又極大的拓展了機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域。進(jìn)入21世紀(jì)以來,各個(gè)國家老齡化現(xiàn)象越來越嚴(yán)重,同時(shí)每年因?yàn)楦鞣N原因造成需要進(jìn)行康復(fù)照顧的殘障人數(shù)也居高不低,如何保障這些人群的正常生活和日常需求也就成了極大的社會(huì)問題,服務(wù)機(jī)器人市場(chǎng)應(yīng)運(yùn)而生。本文研究的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:首先,提出一種服務(wù)機(jī)器人行走系統(tǒng)的整體方案。對(duì)行走系統(tǒng)的軟件平臺(tái)、控制系統(tǒng)和控制元件進(jìn)行了配置,闡明了該行走系統(tǒng)的功能模塊以及性能要求和預(yù)期目標(biāo)。通過對(duì)Mecanum輪的特殊結(jié)構(gòu)分析,得到其可在水平面自由運(yùn)動(dòng)的機(jī)理;結(jié)合研究目標(biāo)建立服務(wù)機(jī)器人行走系統(tǒng)的4Mecanum輪“O”型分布運(yùn)動(dòng)學(xué)模型;從力學(xué)及能量角度分析,構(gòu)建了服務(wù)機(jī)器人行走系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型。其次,研究了二維激光雷達(dá)的環(huán)境地圖構(gòu)建機(jī)理,詳細(xì)介紹分析了RPLIDAR-A2激光雷達(dá)獲取環(huán)境信息的方法以及通過數(shù)據(jù)匹配算法構(gòu)建環(huán)境地圖的過程。研究了基于全局地圖的路徑規(guī)劃算法,并在遺傳算法基礎(chǔ)上提出改進(jìn)算法,同時(shí)在全局路徑基礎(chǔ)上研究了基于軌跡誤差模型的軌跡跟... 

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 SLAM技術(shù)概述及研究現(xiàn)狀
        1.2.2 機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 路徑規(guī)劃研究現(xiàn)狀
        1.2.4 全方位移動(dòng)平臺(tái)研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要內(nèi)容與章節(jié)安排
第二章 行走系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    2.1 服務(wù)機(jī)器人行走系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        2.1.1 系統(tǒng)整體框架
        2.1.2 系統(tǒng)硬件配置
        2.1.3 系統(tǒng)的軟件平臺(tái)
    2.2 服務(wù)機(jī)器人行走系統(tǒng)的功能模塊
    2.3 行走系統(tǒng)的性能要求以及預(yù)期成果
        2.3.1 系統(tǒng)性能要求
        2.3.2 預(yù)期成果
    2.4 本章小結(jié)
第三章 服務(wù)機(jī)器人行走系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)機(jī)理分析
    3.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與建模
        3.1.1 麥克納姆輪模型分析
        3.1.2 單個(gè)麥克納姆輪車速與整個(gè)車速的關(guān)系
        3.1.3 四輪配置分析
    3.2 動(dòng)力學(xué)分析與建模
    3.3 仿真建模與分析
        3.3.1 移動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真
        3.3.2 仿真結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于激光雷達(dá)的實(shí)時(shí)地圖構(gòu)建
    4.1 激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)獲取
    4.2 點(diǎn)云數(shù)據(jù)匹配
    4.3 地圖的構(gòu)建
    4.4 本章小結(jié)
第五章 行走系統(tǒng)自主路徑規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)與分析
    5.1 環(huán)境模型的建立
    5.2 遺傳算法的改進(jìn)及實(shí)現(xiàn)辦法
        5.2.1 改進(jìn)算法的基本操作
        5.2.2 地圖區(qū)域劃分
        5.2.3 路徑編碼
        5.2.4 適應(yīng)度函數(shù)
        5.2.5 小生境技術(shù)種群劃分
        5.2.6 遺傳操作
            5.2.6.1 選擇
            5.2.6.2 交叉
            5.2.6.3 變異
        5.2.7 模擬退火操作
        5.2.8 終止條件
        5.2.9 仿真結(jié)果分析
    5.3 軌跡跟隨
        5.3.1 行走系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)誤差模型
        5.3.2 控制器設(shè)計(jì)
        5.3.3 仿真分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 服務(wù)機(jī)器人行走系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與分析
    6.1 引言
    6.2 移動(dòng)系統(tǒng)樣機(jī)介紹
    6.3 服務(wù)機(jī)器人行走系統(tǒng)相關(guān)實(shí)驗(yàn)
        6.3.1 實(shí)驗(yàn)方法介紹
        6.3.2 地圖構(gòu)建
        6.3.3 速度跟蹤實(shí)驗(yàn)
        6.3.4 路徑跟蹤誤差控制實(shí)驗(yàn)
    6.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間所開展的科研項(xiàng)目和發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于電磁導(dǎo)航智能車的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)[J]. 盛楠.  信息與電腦(理論版). 2019(18)
[2]基于小生境遺傳優(yōu)化算法的配電網(wǎng)無功優(yōu)化[J]. 宋佳航,孟濤,張海峰,劉亞東,羅鋒.  電氣開關(guān). 2017(04)
[3]一種船用服務(wù)機(jī)器人的軌跡跟蹤控制[J]. 荊學(xué)東,汪澤濤.  船舶工程. 2017(06)
[4]改進(jìn)遺傳算法在移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃中的應(yīng)用研究[J]. 王雷,李明,蔡勁草,劉志虎.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2017(05)
[5]Dijkstra算法在激光導(dǎo)引AGV調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 劉子薇,吳焱明,路程,王吉祥.  機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2017(02)
[6]一種單目視覺ORB-SLAM/INS組合導(dǎo)航方法[J]. 周紹磊,吳修振,劉剛,張嶸,徐海剛.  中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(05)
[7]基于遺傳算法的機(jī)器魚水中路徑規(guī)劃[J]. 李連鵬,蘇中,解迎剛,劉福朝.  兵工自動(dòng)化. 2015(12)
[8]改進(jìn)遺傳算法在移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃中的研究[J]. 趙開新,魏勇,徐立新,王東署.  科技通報(bào). 2015(09)
[9]Mecanum輪全方位移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 王興松.  機(jī)械制造與自動(dòng)化. 2014(03)
[10]服務(wù)機(jī)器人技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 王田苗,陶永,陳陽.  中國科學(xué):信息科學(xué). 2012(09)

博士論文
[1]薄煤層綜采工作面巡檢機(jī)器人運(yùn)動(dòng)分析及試驗(yàn)研究[D]. 商德勇.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 2016
[2]小型移動(dòng)機(jī)器人自主返航關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 姜濤.北京理工大學(xué) 2014

碩士論文
[1]多移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃及仿真研究[D]. 王甜甜.西安理工大學(xué) 2019
[2]三維激光點(diǎn)云特征提取及配準(zhǔn)算法改進(jìn)[D]. 孫成.西安科技大學(xué) 2019
[3]激光雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理研究[D]. 李宏宇.長春理工大學(xué) 2019
[4]一種室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人定位和路徑規(guī)劃的算法優(yōu)化[D]. 楊記周.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[5]服務(wù)機(jī)器人自主導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 楊德春.安徽工業(yè)大學(xué) 2019
[6]基于低成本二維激光雷達(dá)的自動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人[D]. 鄭富瑜.廣東工業(yè)大學(xué) 2018
[7]復(fù)雜點(diǎn)云三維配準(zhǔn)算法研究[D]. 杜霞.西北大學(xué) 2018
[8]基于非線性優(yōu)化的單目VINS系統(tǒng)的研究[D]. 王琪.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[9]基于激光雷達(dá)的2D-SLAM的研究[D]. 李輝.浙江工業(yè)大學(xué) 2017
[10]螺旋式管道機(jī)器人及其性能的研究[D]. 劉敏.西安理工大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3688804