论文部分内容阅读
智能移动机器人是一种能够自主运动到目标并完成指定任务的智能系统。在此过程中,它能够通过自身携带的传感器感知当前状态和自身所处的环境,躲避障碍物并完成自主导航。近年来,伴随其智能化程度的持续提高,智能移动机器人在各个领域都占领了一席之地,包括农业、工业、服务业、军事科技以及科学探索等领域,并且其使用范围越来越广。得益于机器学习、人工智能理论的不断成熟,各种传感器性能的不断提高,使得更加智能的移动机器人的开发成为了可能。本文对移动机器人的主要研究方向进行了详细的论述,对现有的机器人平台进行了扩展并提出了基于BP神经网络和距离信息的移动机器人自主避障方法,在此基础上提出了一种室外环境下移动机器人的自主运动方法,最后针对机器人自主避障和自主运动进行了实验。本文的主要工作总结为以下几个部分:简要了解了国内外智能移动机器人的研究状况,分析了移动机器人的几个研究热点并了解了相关研究方法。全面研究了AS_RF移动机器人平台,并深入了解了其性能参数和体系结构。系统学习了机器人平台提供的编程环境和相关API。根据移动机器人自主运动的需求对机器人平台的传感器系统进行了扩展,了解了每种传感器的性能,深入研究了传感器的数据通信协议并实现了数据采集。熟悉了整个机器人系统的软硬件环境,为接下来的工作奠定了基础。提出了移动机器人与障碍物相对位置关系模型,在理论上分析了利用对距离数据进行分类用作机器人避障的可行性。在此基础上,根据对BP神经网络进行深入的研究,提出了基于BP神经网络和距离信息的移动机器人自主避障方法,并进行了避障实验。在移动机器人实现了自主避障的基础上,结合GPS、电子罗盘提出了一种室外环境下移动机器人自主运动方法,使机器人初步具备了室外环境下的自主运动能力,并进行了相关实验。最后对实验结果和方法优缺点进行了分析,为以后的改进提供了建议。