轮式机器人的控制系统与路径规划研究

论文摘要

本文以轮式移动机器人为研究对象,介绍了机器人的机械结构与控制原理。扩展了基于异步串行通信芯片TL16C554A的四路串口通信通道。选用DTD465A数据传输模块,实现了对机器人车轮的无线控制。设计了机器人的运动控制模块,实现了对机器人的准确运动控制。建立了轮式移动机器人的运动学模型,推导出了机器人运动轨迹的表达式,提出了机器人运动轨迹的路径规划方法。基于机器人的PVT运动控制模式,导出了机器人运动轨迹的局部插值函数,创建了机器人沿任意离散点给出的曲线路径运动的自动导航算法,并研究了基于转弯半径的智能化调整速度算法。通过仿真实验,证明了机器人运动轨迹表达式的正确性,证实了机器人沿离散点给出的任意曲线运动的路径规划算法的可行性,并完成了期望的路径规划。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题来源及主要工作
• 第二章 轮式移动机器人的结构原理
• 2.1 轮式移动机器人的机械系统组成
• 2.2 轮式移动机器人的控制系统结构
• 2.3 轮式移动机器人的控制系统原理
• 2.4 本章小结
• 第三章 多路串口通信扩展与无线通信系统设计
• 3.1 基于TL16C554A 的多路串口通信
• 3.2 轮式移动机器人的无线通信系统
• 3.3 本章小结
• 第四章 机器人运动模块设计
• 4.1 机器人的运动控制模块设计
• 4.2 电机运动控制模式
• 4.3 本章小结
• 第五章 轮式移动机器人的路径规划
• 5.1 机器人的路径规划方法
• 5.2 轮式移动机器人的运动学模型
• 5.3 机器人行驶任意曲线的路径规划
• 5.4 任意曲线路径规划算法的仿真
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献