本文關(guān)鍵詞：輪式護(hù)理機(jī)器人室內(nèi)智能導(dǎo)航控制技術(shù)研究　出處：《合肥工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 輪式機(jī)器人 智能導(dǎo)航 室內(nèi)定位 航跡推算 路徑規(guī)劃

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,機(jī)器人技術(shù)得到了迅速發(fā)展,機(jī)器人的種類越來越多,功能越來越貼近人們的日常生活。輪式護(hù)理機(jī)器人作為社會(huì)服務(wù)領(lǐng)域的特種機(jī)器人,其本質(zhì)上是為行動(dòng)不便的老年人和下肢殘障人士提供一款代步工具。對(duì)于以上行動(dòng)不便的人群,復(fù)雜環(huán)境下的智能導(dǎo)航技術(shù)變得非常重要,本課題主要研究輪式護(hù)理機(jī)器人室內(nèi)智能導(dǎo)航技術(shù)。首先,研究現(xiàn)有的室內(nèi)定位技術(shù)、定位原理和室內(nèi)定位方法,綜合對(duì)比室內(nèi)的定位技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),根據(jù)輪式護(hù)理機(jī)器人工程技術(shù)要求選定ZigBee定位技術(shù)為本課題的定位技術(shù)之一。建立輪式護(hù)理機(jī)器人運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模型,根據(jù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)特點(diǎn),建立運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的坐標(biāo)系統(tǒng)模型,運(yùn)行學(xué)模型,室內(nèi)環(huán)境模型等。對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,在此基礎(chǔ)上提出一種改進(jìn)的雙切線近似航跡推算算法,將該算法與ZigBee定位技術(shù)相結(jié)合,應(yīng)用于輪式護(hù)理機(jī)器人的在室內(nèi)環(huán)境下的定位,并通過仿真試驗(yàn)驗(yàn)證混合定位技術(shù)的可行性。根據(jù)室內(nèi)的環(huán)境特點(diǎn),建立室內(nèi)柵格網(wǎng)絡(luò)地圖,采用基于柵格法的A-star全局路徑規(guī)劃算法來實(shí)現(xiàn)從定位起點(diǎn)到定位終點(diǎn)的全局路徑規(guī)劃。在局部路徑比較復(fù)雜的地方采用基于人工勢場法來進(jìn)行局部避障路徑規(guī)劃。路徑規(guī)劃好以后,采用PID控制算法進(jìn)行全局路徑的軌跡跟蹤。最后對(duì)輪式護(hù)理機(jī)器人的導(dǎo)航控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。系統(tǒng)總體包括主控模塊、定位模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、手機(jī)客戶端模塊、避障模塊等。針對(duì)各模塊不同的功能設(shè)計(jì)了相應(yīng)的硬件電路和控制軟件。
[Abstract]:With the development of science and technology, the robot technology has been developed rapidly, and there are more and more kinds of robots. The function is more and more close to people's daily life. Wheeled nursing robot is a special robot in the field of social service. It is essentially for the mobility of the elderly and the lower limb disability to provide a means of mobility. For the above people with mobility, the complex environment of intelligent navigation technology has become very important. This paper mainly studies the indoor intelligent navigation technology of wheeled nursing robot. Firstly, the existing indoor positioning technology, positioning principles and indoor positioning methods are studied, and the advantages and disadvantages of indoor positioning technology are comprehensively compared. According to the requirements of wheeled nursing robot engineering technology, ZigBee positioning technology is selected as one of the positioning technologies in this paper. The model of wheeled nursing robot motion mechanism is established, and according to the characteristics of motion mechanism. The coordinate system model, running model and indoor environment model of kinematic mechanism are established. Based on the kinematics analysis of kinematic mechanism, an improved algorithm of approximate track calculation of double tangent line is proposed. The algorithm is combined with the ZigBee positioning technology, and applied to the wheeled nursing robot positioning in indoor environment, and the feasibility of the hybrid positioning technology is verified by simulation experiments, according to the characteristics of indoor environment. Create an indoor grid map. An A-star global path planning algorithm based on grid method is used to realize the global path planning from the location starting point to the location destination. Where the local path is more complicated, the artificial potential field method is used to avoid the local path. Obstacle path planning. After path planning. The PID control algorithm is used to track the global path. Finally, the navigation control system of wheeled nursing robot is designed. The system includes main control module, positioning module and driving module. Mobile phone client module, obstacle avoidance module, etc. According to the different functions of each module, the corresponding hardware circuit and control software are designed.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP242

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