没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
机器人定位技术.doc
1.该资源内容由用户上传,如若侵权请联系客服进行举报
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
版权申诉
0 下载量 121 浏览量
2023-07-12
21:52:35
上传
评论
收藏 503KB DOC 举报
温馨提示
试读
38页
机器人定位技术.doc
资源推荐
资源详情
资源评论
目录
1 导言......................................................................................................................................................2
1.1 课题背景...................................................................................................................................2
1.2 机器人定位技术在国内外的研究现状...................................................................................2
1.3 课题的研究内容和目的...........................................................................................................4
2 系统总体设计........................................................................................................................................5
2.1 硬件设计......................................................................................................................................6
2.1.1 硬件开发平台................................................................................................................6
2.1.2 电源电路........................................................................................................................6
2.1.3 电机驱动控制电路........................................................................................................6
2.2 软件设计...................................................................................................................................7
2.3 AT89S52 单片机简介 ..............................................................................................................7
2.4 传感器设计.............................................................................................................................10
3 智能小车硬件设计............................................................................................................................11
3.1 主控制器功能模块设计.........................................................................................................12
3.1.1 单片机控制系统设计..................................................................................................13
3.1.2 电机驱动电路设计......................................................................................................14
3.1.3 数码管动态显示电路设计............................................................................................15
3.2 传感器检测功能模块设计.....................................................................................................16
3.2.1 位移采集模块................................................................................................................16
3.2.2 无线发射模块................................................................................................................21
3.2.3 无线接收模块................................................................................................................24
3.2.4 显示模块......................................................................................................................26
4 机器人定位系统软件设计................................................................................................................29
4.1 机器人定位的算法研究与分析.............................................................................................30
4.1.1 里程计的定位模型.........................................................................................................30
4.2 主程序流程图.......................................................................................................................32
4.3 各子程序设计.........................................................................................................................34
4.3.1 光电鼠标传感器位移采集子程序..............................................................................34
4.3.2 无线接收和显示子程序..............................................................................................34
5 结论....................................................................................................................................................35
参考文献..................................................................................................................................................37
附录..........................................................................................................................................................38
附录 A 开题报告..........................................................................................................................38
致谢..........................................................................................................................................................39
1 导言
1.1 课题背景
随着微电子技术和计算机技术的快速发展,智能机器人应用也越来越广泛。
高精度的位移测量是多种移动物体和机器人的重要组成部分。移动机器人定位是
机器人学的重要研究方向,也是机器人实现自主导航的关键,对于提高机器人自
动化水平具有重要意义。随着移动机器人学及其应用技术的不断发展,单个机器
人的有限能力已不能满足完复杂自动化任务的要求,多机器人协作技术成为迫切
需要解决的问题。目前,“协作器人学”已经发展成为一个新兴的交叉学科,它
把分布式人工智能学、社会学、管理和生物学等领域的理论和方法引入机器人学
的研究中,从系统的角度探讨机器人群体各种组织形式、信息交互、合作行为和
进化机制等问题。而机器人之间的协调运动能是完成诸如物体搬运、空间探索和
搜索救援等协作任务的保证,多机器人协作控制技就是在这些新的应用需求下提
出的,并随着移动机器人学的迅速发展而逐渐成为一项要的新课题。
本文要求对定位技术进行深入分析和系统研究,运用多机器人协作定位的机
制实现多机器人协作自身定位,并在此基础上,能够实现对跟踪目标的定位。
1.2 机器人定位技术在国内外的研究现状
机器人技术是一个国家高技术实力的一个重要标准,它涉及到多个学科,机
械、电工、自动控制、计算机测量、人工智能、传感技术等等,是众多领域的高
科技。而移动机器人定位技术就是机器人技术的一个重要研究方向,目前许多国
家己经把移动机器人比赛作为创新教育的战略性手段。
20 世纪 80 年代以来,由于计算机技术、超大规模集成电路技术、人工智能
(特别是分布式人工智能,DAI)技术以及知识工程等学科的飞跃发展,另一方面
由于民用和军事工业生产的需要,国外兴起了智能机器人的研究热潮。其中各种
具有广阔应用前景的移动机器人,特别是无人驾驶的轮式或履带式地面车辆的研
究受到了各国的普遍关注。
目前,智能移动机器人的研究已被列入世界各国的高技术发展计划,各国纷
纷投入大量的人力和物力积极开展智能移动机器人方面的研究。如美国国防部高
级研究计划局(DARPA)的“战略计算与生存能力”计划中的自主陆上载体(ALV)计
划,能源部制定的机器人和智能系统计划,以及后续的空间机器人计划;日本通
产省组织的“极限环境下作业的机器人”计划,及其后续的“未来工厂”发展计
划;欧洲尤里卡计划中的智能机器人计划等,这些计划推动了我国高技术发展计
划的制定,并为我国智能机器人的发展提供了参考和借鉴。由于自主移动机器人
在军事、航天、工业等诸多领域以及日常生活中越来越广泛的应用,人们对机器
人的智能程度要求越来越高,机器人的工作环境从单纯的室内环境变成了今天的
各种环境,包括天上、地下、水下、越野等各种复杂的环境。机器人被应用到各
种人类不能执行或难以执行的任务,同时帮助人们做苦力工作或重复性的工作;
提高安全性及辅助生产(监视或监护),提高产量(农业与采矿)以及在教育和休闲
方面得到应用。在所有这些应用中,自主导航是一个最基本的需求。
对于移动机器人来说,为了能高效率地导航即从环境中穿行并到达目的地,
就必须找到一种方法,使它能根据环境中己知的一些特征来判断出它自身的位置,
这就是机器人的定位问题。定位是指确定移动机器人在工作环境中相对于坐标的
位置及其本身的姿态,是移动机器人导航的基本环节。定位方法根据机器人工作
环境复杂性,配备传感器的种类和数量等不同有多种方法。概括起来主要有惯性
定位、陆标定位、味觉定位、声音定位、视觉定位和环境感知定位等。移动定位
技术在近几年取得了很大的发展,随着机器人定位技术的发展,机器人的能力不
断提高,机器人应用的领域和范围也在不断扩展,对于一些复杂的任务,多机器人
必须协同合作才能完成任务,如协同作战、机器人足球赛、多机作业等,多机器人
定位技术发挥了重要作用,国内在自主移动机器人定位方法研究上,也取得了一
些成果,主要有:基于活动轮廓的机器人视觉伺服控制﹑基于活动单眼定位的移
动机器人﹑空间机器人自主定位定向方法﹑基于激光雷达的自主移动机器人﹑
基于超声定位的室内自主移动机器人、智能水下机器人水声精确定位技术、基于
单片机的水下机器人定位系统等。另外,室内定位技术(包括光跟踪定位系统、
室内 GPS 定位技术)有待于进一步研究完善,一旦突破的屏障,定位技术将会出
呈现珠联璧合之势,相关的位置服务业务也必将深人人们的生活。
1.3 课题的研究内容和目的
本文设计的机器人定位采用 ATMEL 公司的 AT89S52 和 AT89S2051 单片机。以
它们为控制核心,利用智能小车作为运动载体,利用 ADNS2051 光电鼠标传感器
检测位移,利用 MICRF007 和 MICRF102 无线芯片进行数据的发送与接收。
在机器人定位系统的设计中,为提高定位系统的功能作了一系列的工作,主
要有:
提出了将 AT89S52 和 AT89S2051 芯片应用到机器人定位系统中的设计方案;
根据设计方案绘制硬件原理图;
机器人定位系统各个模块硬件试验与制作;
调试机器人定位系统硬件和软件;
AT89S52 单片机的原理及应用作了详细说明和解释;
介绍 ATEML 公司 AT89 系列单片机的集成开发环境;
机器人定位的软件实现;
2 系统总体设计
机器人定位系统的研制课题涉及了机械电子、传感器技术、驱动控制技术、
自动控制、人工智能等多个领域的研究及技术融合。研制的机器人定位技术实验,
主要包括硬件设计和软件设计。
简易的机器人定位系统可划分为控制部分和信号检测部分。共6个模块。其
中,控制部分部分包括电机驱动模块、单片机控制模块;信号检测部分包括位移
采集模块、无线发射模块、无线接收模块、显示模块。模块方框图如图 1 所示。
图 1 机器人定位系统基本功能框图
位移采集模块
无线接收模块
单片机控制模块
显示模块
无线发射模块
电机驱动模块
剩余37页未读,继续阅读
资源评论
老帽爬新坡
- 粉丝: 82
- 资源: 2万+
下载权益
C知道特权
VIP文章
课程特权
开通VIP
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功