履带式移动机器人的控制与避障

随着计算机、电子、机械、自动化和人工智能等技术的迅速发展,机器人的研究进入了崭新的阶段。履带式移动机器人作为机器人的一种,具有支撑面积大、越野性能好、牵引附着能力强等诸多优点,适合在危险恶劣的环境下工作。近年来国内外开始重视对履带式移动机器人的研究。本文以履带式移动机器人为研究对象,完成了其远程控制与自主避障功能,并提出了新的轨迹滤波算法。 机器人远程控制的主要任务是通过上位机实时监视机器人的自身状态和周围环境,并无线控制机器人的运动。控制子系统可分为微控制器、电机控制模块、通信模块、传感器模块和人机交互模块五个主要部分。本系统选择LPC2378作为主控芯片,按照模块化的思想完成了硬件电路与软件程序的设计,实现了机器人的远程控制。 机器人自主避障的主要任务是使机器人在无人控制的情况下,能检测障碍物的位置,并自主躲避障碍物。避障子系统可分为障碍物信息采集、障碍物信息处理和避障决策三个主要步骤。本系统选择超声波模块HC-SR04作为测距传感器,选择模糊逻辑法作为避障算法,实现了机器人的自主避障。 新滤波算法的主要目标是在传感器测量值受噪声影响、机器人状态估计存在误差的情况下,设法提高机器人轨迹跟踪的精度。论文在传统非线性滤波理论的基础上,采用前向滤波与后向平滑相结合的方法,使机器人的状态估计更接近真实值。仿真结果表明,算法改进后提高了机器人跟踪的精度。