论文摘要
移动机器人是机器人技术领域中的一个重要分支,它跨越计算机、自动控制、机械、电子等多个学科。在移动机器人的相关技术的研究中,导航技术是其研究的核心。由于超声测距技术具有明显的优点和良好的性价比,在移动机器人导航中得到广泛应用,但是由于超声传感器的局限性,单个传感器往往不能准确感知周围信息,为了全面准确地探测周围环境,本文设计了基于多超声传感器的自主移动机器人系统,为基于超声的移动机器人定位技术、移动机器人路径规划提供了硬件开发平台。在完成自主移动机器人硬件设计的基础上,本文对基于多超声传感器的模糊避障技术进行了研究。论文的主要内容包括:首先,分析了国内外移动机器人的研究现状和发展趋势,总结出超声导航技术在移动机器人领域得到了广泛应用。在借鉴多种移动机器人系统的基础上,设计出一种基于多超声传感器的移动机器人系统,系统采用总线式结构、模块化设计,便于维护及扩展。系统主要功能模块包括:电源系统、电机驱动及状态测控模块、主控ARM系统、超声测距模块、无线通讯模块、电子罗盘模块、LED显示模块。论文对每个模块的设计进行了详细的描述,在功能模块在设计中,包括硬件电路设计和软件程序设计,在对传统设计深刻理解、借鉴的基础上,论文中提出了很多创新性的设计方法。然后,对超声导航移动机器人系统设计中的几项重要技术——航位推算、多超声探测、嵌入式系统、基于ModBus的485通讯进行了研究。在完成了一个超声导航移动机器人系统设计的基础上,研究了模糊及模糊控制技术,并将模糊控制技术应用到多超声传感器的机器人系统中,对多超声传感器测距信息进行融合,计算出机器人三个方向的障碍物距离,根据模糊规则,实现机器人的模糊避障,并对研究结果进行了仿真。最后,对所取得的结论和成果进行了概括和总结,提出了本课题在未来的发展趋势和下一步研究方向。