基于嵌入式系统的移动机器人避障研究

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移动机器人是一门综合了自动控制、计算机技术与传感器技术等多个学科领域的学科。机器人行走过程中需要不断地采集外界环境的信息,由于外界环境的不确定性,从起点到终点可能会遇到障碍物,不可能是简单的直线行驶,机器人需要有效地躲避障碍物。在本文中首先介绍了移动机器人的研究背景与意义,分析了近年国内外对于移动机器人的研究现状与移动机器人的关键技术,详细分析了智能导航与路径避障。在本文中的移动机器人采用两轮驱动,采用嵌入式系统作为其系统控制平台,通过比较分析采用linux作为主控制系统。使用三星公司研发生产的S3C2440A作为嵌入式主控制器,采用超声波测距传感器作为机器人感知外界的传感器,采用直流电机与电机驱动器L298N作为机器人运动控制系统。对于使用的嵌入式系统平台进行了详细分析,在电脑上搭建嵌入式系统开发环境,移植U-boot,针对移动机器人对linux内核与文件系统进行裁剪并且将其移植到机器人硬件平台上。根据linux平台的软硬件特点编写了超声波传感器与电机的驱动程序,通过实验验证了硬件在linux平台下能够运行良好。机器人避障算法采用的是模糊控制算法,在Matlab中设计隶属度函数,根据各种可能遇到的障碍物情形建立相应的模糊规则。最后本文在软件mobotsim中仿真避障实验,实验表明机器人处在简单的障碍物情形时能够有效避障。在嵌入式系统中根据模糊控制算法编写了应用程序,实验中移动机器人在一般情况下遇到障碍物时,能够有效地完成避障任务。
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