智能全路徑覆蓋機(jī)器人指能夠系統(tǒng)探索未知環(huán)境與地形,并且能夠自主規(guī)劃路徑,對(duì)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)全覆蓋行走的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)。全路徑覆蓋機(jī)器人系統(tǒng)涉及智能機(jī)器人所需的各種關(guān)鍵技術(shù),從實(shí)際應(yīng)用角度具有很大意義。目前關(guān)于全路徑覆蓋機(jī)器人的研究大多集中在路徑規(guī)劃算法的設(shè)計(jì)上,對(duì)系統(tǒng)研究較少。本文利用已有的研究成果,嘗試基于移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái),通過(guò)添加更多的傳感器和控制器,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)更加智能全面的全路徑覆蓋機(jī)器人系統(tǒng)。首先,本文結(jié)合具體需求,對(duì)智能全路徑覆蓋機(jī)器人的總體方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)。提出了硬件系統(tǒng)的搭建方案,選取了合適的機(jī)器人底盤及負(fù)載。在軟件方面,以機(jī)器人操作系統(tǒng)作為程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。其次,設(shè)計(jì)了機(jī)器人系統(tǒng)對(duì)任務(wù)需求而應(yīng)具備的各種算法�；赟LAM系統(tǒng)提出了地圖的預(yù)處理方法和全覆蓋路徑規(guī)劃算法�；诩す饫走_(dá)傳感器和碰撞傳感器提出了一種避障方法。再次,針對(duì)系統(tǒng)所應(yīng)該具備的各項(xiàng)功能完成了主控制節(jié)點(diǎn)程序、沿墻行走節(jié)點(diǎn)程序和路徑規(guī)劃及避障節(jié)點(diǎn)程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。最后,對(duì)系統(tǒng)軟件行了仿真測(cè)試以及對(duì)系統(tǒng)在實(shí)際環(huán)境下進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)達(dá)到最初目標(biāo)的功能要求。

【文章頁(yè)數(shù)】：63 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題來(lái)源及研究的背景和意義
    1.2 智能全路徑覆蓋機(jī)器人的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
    1.3 基于ROS的機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)
第2章 全覆蓋路徑規(guī)劃?rùn)C(jī)器人系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案
    2.1 引言
    2.2 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.2.1 下位機(jī)設(shè)計(jì)介紹
        2.2.2 上位機(jī)設(shè)計(jì)介紹
        2.2.3 系統(tǒng)的總體硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.3 系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)方式
        2.3.1 基于ROS的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        2.3.2 軟件系統(tǒng)總體節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 機(jī)器人系統(tǒng)搭建
    3.1 引言
    3.2 下位機(jī)搭建
        3.2.1 下位機(jī)供電電路設(shè)計(jì)
        3.2.2 下位機(jī)傳感器及電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
        3.2.3 STM32F103程序設(shè)計(jì)
    3.3 上位機(jī)搭建
        3.3.1 通信節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)
        3.3.2 傳感器節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)
    3.4 上下位機(jī)測(cè)試
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于SLAM系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
    4.1 引言
    4.2 SLAM系統(tǒng)的搭建與實(shí)現(xiàn)
    4.3 沿墻行走算法設(shè)計(jì)
    4.4 全路徑覆蓋算法設(shè)計(jì)
        4.4.1 地圖尺寸的縮減與分辨率的降低
        4.4.2 沿邊行走區(qū)域的去除處理
        4.4.3 基于距離波的全路徑覆蓋算法
    4.5 基于激光雷達(dá)與碰撞傳感器的避障算法設(shè)計(jì)
    4.6 本章小結(jié)
第5章 機(jī)器人系統(tǒng)主要的節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)
    5.1 引言
    5.2 主控制節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)
    5.3 沿墻行走節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)
    5.4 路徑規(guī)劃及避障節(jié)點(diǎn)程序設(shè)計(jì)
    5.5 本章小結(jié)
第6章 機(jī)器人系統(tǒng)的仿真測(cè)試和實(shí)驗(yàn)
    6.1 引言
    6.2 系統(tǒng)仿真測(cè)試
        6.2.1 機(jī)器人仿真器stdr_simulator
        6.2.2 仿真運(yùn)行結(jié)果分析
    6.3 實(shí)際環(huán)境運(yùn)行測(cè)試
        6.3.1 實(shí)際運(yùn)行環(huán)境介紹
        6.3.2 實(shí)際運(yùn)行結(jié)果分析
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3756854