基于单片机及传感器的机器人设计与实现

本设计基于单片机及多种传感器,完成了一个自主式移动机器人的制作。单片机作为系统检测和控制的核心,实现对机器人小车的智能控制。反射式红外光电传感器检测引导线,使机器人沿轨道自主行走;使用霍尔集成片,通过计车轮转过的圈数完成机器人行走路程测量;接近开关可探测到轨道下埋藏的金属片,发出声光信息进行指示,并能实时显示金属片距起点的位置。     

基于CCD的循迹机器人小车模糊控制方法研究与实现

设计一种基于STM32为主控芯片的循迹机器人小车,用CCD摄像头作为路径识别装置,采用边缘检测算法提取路径中线,根据小车的速度与转弯半径,采用模糊控制调节小车左右轮的速度差,达到路径识别与跟踪的目的。设计中通过建立里程计模型把小车的实时理想位置通过蓝牙传送至PC端,PC端通过数据处理将理论轨迹和实际运行轨迹进行对比,实验结果表明,小车可以依靠CCD摄像头很好地识别任意路径轨迹,在不同的运行速度下,模糊控制都有较理想的循迹控制效果。     

自动寻迹小车的传感器模块设计

介绍利用反射式红外光电传感器实现小车自动寻迹导航的设计与实现以及小车的一种寻迹算法。自动寻迹是智能小车(Smart Car)机器人系统的重要组成部分,其用实现小车自动识别路径。在实验中采用与白色地面色相差很大的黑色线条引导小车按照既定路线前进,系统控制核心采用飞思卡尔的MC9S12DG128B单片机,系统驱动采用控制方式为PWM的直流电机。实验证明此方案可行并且可靠。该技术可以应用于无人驾驶机动车、无人生产线、仓库、服务机器人等领域。     

基于云计算之温室移动机器人的路径规划

以高新技术解决温室作业问题,将一种基于云计算的温室移动机器人路径规划应用于农间巡视任务,而行走路径的选择则选用改进蚁群算法来进行完成。首先,该云端运算利用网络使电脑与移动机器人彼此合作,由伺服器端收集温室环境相关数据信息;再通过云中的存储与计算资源,结合优化后的蚁群算法计算出机器人的行走路径;最终发送至移动机器人完成温室环境的路径规划。实验结果表明,通过利用云计算后台资源使该算法在信息素更新路径变更的情况下能够找到最短的路径数据,同时对路径的各项性能都有所提高,其中包括折弯次数、跳数、路径长度等。从而满足了移动机器人在温室环境下完成可避障的最优路径选择任务。     

深度自动编码器与Q学习的移动机器人路径规划

深度自动编码与Q学习针对移动机器人路径规划的方法提供了全新的思路,利用神经网络的自适应能力,应用梯度下降法等算法计算权值与权重,实现对移动机器人的路径规划。移动机器人通过算法实现的初始化与卷积训练可以使机器人具备较强的交互能力,基于二者建造的移动机器人模型具有良好的并行性、容错性,同时能较快地处理高维数的数据,从而为移动机器人的路径规划贡献力量。     

基于k60智能小车速度控制系统的研究与发展

智能小车可应用于无人驾驶车辆,生产线,仓库,服务机器人及航空航天等领域,它是一种可行走的智能机器人。智能小车可在恶劣环境中进行人们无法完成的探测任务。因此,为了使智能小车在最佳状态工作,进一步研究及完善其速度的控制是非常有必要的。本文介绍了基于k60智能小车速度控制系统的研究。     

改进的A∗算法移动机器人路径规划

针对复杂环境下移动机器人利用A*算法规划的路径存在转折点多,路径不够平滑且移动机器人无法在拐点处自动调整姿态等问题,提出一种改进的A*算法。首先在障碍物边缘放置虚拟障碍物形成缓冲区,同时改进A*算法启发搜索函数,并在静态、动态环境下进行仿真。最后对规划出的路径利用动态切点法进行二次平滑处理,使得路径进一步平滑便于机器人控制。仿真结果表明,改进算法较原A*算法规划的路径远离障碍物,时间缩短16.3%,无锐角转折点,累计转折角度减少10%-20%;减少了机器人碰撞的几率,提高了路径规划效率和机器人的稳定性,以及通过狭窄区域或通道的能力。     

基于包容式结构的智能循迹小车设计

设计出一个基于包容式结构的智能循迹小车,该小车采用单片机AT89S51作为控制器。该系统主要有避障行为模块、轨线跟踪行为模块、远程控制行为以及紧急停车模块。采用红外传感器设计检测轨线模块,超声波传感器设计避障模块。对于避障行为模块,提出采用模糊控制算法进行避障。经大量实验验证该小车不仅能稳定跟踪轨线,而且能绕障碍物行走。     

基于蚁群算法的移动机器人智能路径规划应用

随着机器人在各领域的广泛应用和人工智能的不断发展,路径规划研究作为机器人应用领域的重要课题受到越来越多的关注。文章分析了机器人发展现状以及路径规划算法,重点阐述了智能路径规划与传统路径规划的优缺点,利用蚁群算法对移动机器人路径规划中实际应用问题进行了研究,并提供一些实际解决方案。     

移动送料机器人地图构建与运动控制研究

移动机器人的地图构建与运动控制是智能移动机器人进行自主导航的基础.针对工业装配生产线的不同工位需要送料的需求,本文以一台轮式差速移动送料机器人为研究对象,利用激光雷达作为传感器,搭建一个装配生产线,设计、实现了基于ROS的移动送料机器人的地图构建与运动控制策略.利用slam_gmapping算法包,实现了机器人在特定装...     

基于分布式的移动机器人控制系统设计与实现

移动机器人是近年来研究的热点,针对机器人系统自由度多,可靠性和实时性要求高的特点,提出了一种基于分布式的移动机器人控制系统。利用多借点连接方式的网络拓扑机构,将其他设备和多个机器人连接组成机器人控制系统,以控制芯片ARM Cortex-A9和STM32F407为基础,将开源操作系统植入到开源嵌入式系统中,设计分布式上位机控制软件和下拉机程序,设计了基于分布式的移动机器人控制系统的搭建,实现对分布式移动机器人的控制。该分布式移动机器人软硬件开源、性能高、成本低、具有很好的可扩展性、实时性和稳定性。     

双足机器人RCG姿态控制算法的研究

稳定步行是仿人双足机器人开展实际作业的基础,也是研究的难点和热点.为了提高对仿人机器人步行失稳的响应速率和控制准确性,克服利用陀螺仪进行姿态测量及控制无法完整表述机器人运动状态,从而造成控制滞后的缺点.本文提出了RCG姿态控制算法,在以角速度和角度作为控制参量的模型基础上,引入机器人运动过程中的加速度作为姿态判断和调整的影响因子,实现对机器人行走过程的反馈控制,提高了双足机器人对失稳状态的响应速率和响应的准确性.通过对自主搭建的机器人样机进行测试,结果表明：当双足机器人步行失稳时,RCG姿态控制算法比以角速度和角度作为参量的控制算法能够更快速、准确的修正姿态偏差,保持姿态稳定.     

教育移动机器人路径规划技术研究

机器人课程已逐渐进入高中教育,移动机器人的路径规划作为一项关键技术,学生实际学习操作比较困难。结合高中教育实际,本文设计了一种基于模糊控制的机器人局部路径规划方法,该方法简单有效,便于理解,可以使学生对机器人控制及路径规划有初步的认识和理解,以激发其学习机器人技术的兴趣。     

基于STC12C5A60S2的教育机器人的设计与实现

主要介绍以STC12C5A60S2单片机为核心的教育机器人设计,阐述了教育机器人的硬件电路设计、软件模块以及控制算法设计。系统设计的红外光电检测阵列和模糊自整定PID控制器,使教育机器人在行走时更平稳,且控制方法简单、实用。该系统可用于无人驾驶、自动探测等人工智能等领域。     

基于多传感器信息融合的避障循迹机器人设计

目前循迹机器人在多传感器信息融合、多行为冲突等问题的解决上尚存缺陷,不能准确识别U形等复杂障碍并智能选择最优避障路径。设计以QT89S52单片机作为轮式机器人的MCU,使用红外和超声波传感器采集周围环境信息,综合优先级裁决方法和模糊行为融合法处理多传感器信息,控制轮式机器人的运行状态,较好地处理循迹过程中存在的各种行为以及行为冲突,更准确地检测识别标志信息,以最优路径避开U形等复杂障碍并保证循迹的快速性和准确性。将所提出的方法应用在轮式机器人上,结果验证了其有效性。     

基于ATmega32的遥控采摘机器人设计

针对机器视觉采摘机器存在的技术不成熟,成本过高等不足,提出采用人工操控的半自动采摘技术,并进行了探索研究。设计了一款模拟采摘机器人,机器人以履带底盘为基座,三自由度机械臂,红外遥控操作。硬件电路以ATmega32为系统控制核心,采摘机器人的动作采用BL35P12为核心红外遥控控制。系统软件基于AVR Studio4开发环境,实现对机械臂运动的全方位精确控制。采摘机器人采用模块化设计,抓取速度快,成本低,易于实现,可扩展性强。     

中型组机器人运动控制系统的FPGA设计

以RoboCup中型组足球机器人为实验平台,提出一种基于FPGA的全方位移动足球机器人运动控制系统的实现方法。首先分析和研究三轮全方位移动机器人的运动学特性,建立其运动控制模型,然后以FPGA为主要处理器,设计了PID速度闭环控制算法,实现了对机器人的精确控制。实验发现,该设计方法具有很好的实时性,能够对全方位移动机器人进行快速、准确的控制。     

Auditory displays in human-machine interfaces

Auditory displays are described for several application domains: transportation, industrial processes, health care, operation theaters, and service sectors. Several types of auditory displays are compared, such as warning, state, and intent displays. Also, the importance for blind people in a visualized world is considered with suitable approaches. The service robot domain has been chosen as an example for the future use of auditory displays within multimedia process supervision and control applications in industrial, transportation, and medical systems. The design of directional sounds and of additional sounds for robot states, as well as the design of more complicated robot sound tracks, are explained. Basic musical elements and robot movement sounds have been combined. Two exploratory experimental studies, one on the understandability of the directional sounds and the robot state sounds as well as another on the auditory perception of intended robot trajectories in a simulated supermarket scenario, are described. Subjective evaluations of sound characteristics such as urgency, expressiveness, and annoyance have been carried out by nonmusicians and musicians. These experimental results are briefly compared with time-frequency analyses.     

基于PLC的全自动包装码垛机器人控制系统设计

近年来我国的劳动力成本在逐年的增长,用工问题已经成为加工企业的一大问题,为了促进加工企业的发展,减轻人力和物力的成本,同时提高生产效率,总体上降低加工企业的生产成本,在包装码垛机器人的基础上,进一步开发和设计一种基于PLC的全自动包装码垛机器人控制系统,实现实时对包装码垛机器人的控制与监督,对包装码垛机器人的工作流程以及工作性质进行针对性的软件编程和设计,以增加包装码垛的实用性以及控制系统的稳定性,与此同时还要保证其控制系统有一定的扩展空间,以便根据包装码垛机器人在日常工作的实际需要进行有效的改进,切合实际工作内容的设计对于增加生产效率和降低生产成本都是极为关键的存在。     

无线移动机器人及运动监测系统的设计

介绍了一种无线两轮驱动机器人小车和软硬件实现方法,计算机通过串口无线控制机器人小车和接收机器小车反馈回来的运动状态信息。在对几种近距无线通信协议进行分析和比较的基础上,选用Zigbee协议栈技术作为基本的通信协议,并基于该协议实现遥控机器人小车和监测小车的运动状态,通过监测机器人的运动状态来提高控制的准确度。CC2430无线单片机负责无线通信和组网,MSP430单片机作为主控制芯片,MSP430通过产生两路PWM波来控制两路直流电机,实现机器人根据计算机发出的各种命令执行不同的动作。该机器人已用于危险环境监测研究当中。