论文题目: 室外移动机器人试验平台及监控行为研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械电子工程
作者: 朱向彬
导师: 曹作良
关键词: 室外移动机器人,行为控制,数据融合,故障检测,参数辨识
文献来源: 天津理工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 具有高级自主行为能力的移动机器人是移动机器人研究领域的重要范畴,在多种特殊的工作环境下,自主式移动机器人凸现其实用价值。室外移动机器人是当前自主移动机器人的重要研究对象,其特点是具有适应复杂室外环境和应对突发事件的能力。为发现并深入研究室外移动机器人面临的多种技术问题,并为实际实现轮式移动机器人在室外环境下的自主导航,本文架构了移动机器人实验平台,并开发了基于C/S结构的移动机器人遥操作系统;基于此平台进行了基于行为控制结构的多种自主行为的研究,特别研究了基于故障诊断和容错控制的移动机器人监控行为在机器人状态检测中和导航行为中的应用。本论文分六个章节,阐述了以上内容。第一章分析了国内外室外移动机器人研究的现状和面临的主要问题,阐述了本课题研究的意义。第二章在充分分析了室外环境的特点的基础上,对全方位移动机器人的本体结构进行了总体规划,分析并优化了移动机器人的控制系统,为深入研究移动机器人的自主控制进行技术积累。第三章基于全方位移动机器人设计了基于C/S结构的移动机器人遥操作系统,该系统的主要功能模块以及具体的实现技术在此详细阐述。通过该系统实现了对机器人的远程控制第四章基于行为控制结构,对移动机器人的自主行为能力的实现进行了讨论,实现基于数据融合的移动机器人行为控制框架,提出了室外移动机器人运动行为控制和监控行为控制并重的行为控制方案。第五章对故障检测与诊断技术在移动机器人监控行为设计中的应用进行了深入分析,并基于全方位移动机器人本体特征进行了监控行为的算法设计。第六章对本论文进行了总结,并基于个人观点对基于本室外移动机器人实验平台的深入研究工作进行了展望。通过本文工作,构建了研究室外移动机器人的自主导航课题研究必要的实验环境,并证明了该平台的实用性;初步进行了室外移动机器人导航的实验工作,并对多种行为算法进行了实地的或仿真实验,证明了其应用于室外移动机器人的有效性。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 国内外相关研究现
1.3 本课题研究意义
1.4 本课题研究主要内容
1.5 论文内容组织
第二章 全方位移动机器人总体结构设计
2.1 移动机器机械本体特征
2.2 移动机器人总体结构及其技术实现
2.2.1 移动机器人总体结构
2.2.2 移动机器人电器控制结构
2.2.3 移动机器人硬件结构特点
2.3 驱动系统结构
2.4 传感器系统
2.5 本章小结
第三章 室外移动机器人实验平台软件设计
3.1 室外移动机器人实验平台总体结构设计
3.2 主要组成单元及其技术实现
3.2.1 驱动模块
3.2.2 探测传感器模块
3.2.3 GPS 信息模块
3.2.4 视觉模块
3.2.5 数据库模块
3.2.6 通讯模块
3.2.7 控制模块和监控模块
3.3 室外移动机器人实验平台应用及自主控制的实现
3.4 本章小结
第四章 移动机器人行为控制系统
4.1 移动机器人运动控制运动控制结构
4.1.1 机器人控制结构
4.1.2 基于行为的机器人
4.2 移动机器人的运动控制系统概述
4.2.1 行为规划
4.2.2 包容式行为规划
4.3 数据融合（Data Fusion）技术在运动控制系统中的应用
4.3.1 多传感器数据融合技术简介
4.3.2 数据融合的层次
4.3.3 在运动控制系统中采用数据融合的必要性和意义
4.4 移动机器人行为控制关键问题及数据融合方法
4.4.1 移动机器人运动学模型
4.4.2 移动机器人行为控制关键问题及数据融合方法
4.5 移动机器人运动行为控制结论
4.6 本章小结
第五章 移动机器人监控行为研究
5.1 故障检测及诊断技术
5.2 基于数据融合的移动机器人的故障检测及诊断
5.3 移动机器人系统故障诊断及容错控制
5.3.1 系统故障及误差分析
5.3.2 观测与数据处理单元
5.3.3 故障检测与诊断的参数估计方法
5.3.4 特征提取单元
5.3.5 故障诊断单元
5.3.6 容错控制单元
5.4 实验仿真
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
参考文献
参与项目及发表论文
参与项目
发表学术论文
致谢
发布时间: 2007-08-01
参考文献
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