学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于AVR单片机的智能移动机器人控制系统研究与实现

作　者: 邓韶斌
导　师: 乔兵
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 制导与控制
关键词: 智能移动机器人 ATmega128 控制板 路径规划 仿真软件
分类号: TP242.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 435次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


机器人技术涉及到计算机、人工智能、机械、电子等多个学科的知识,它是多学科交叉融合的产物,是一项极具挑战性的高科技项目。随着科技的发展,人类的活动已扩张到社会的各个角落,利用机器人作为工具为人类服务,已成为21世纪世界科技发展的一个主要方向。移动机器人不仅能够在经济、国防、教育、文化和生活中起到越来越大的作用,而且还是研究智能行为产生、探索人类思维模式的有效工具和实验平台。本文通过对机器人技术的研究和总结,在参考现有机器人模型的基础上提出了一种智能移动机器人方案。采用高性能AVR微处理器ATmega128为控制核心,设计一个两轮驱动移动机器人,并选择相关的电机和传感器。按照模块化设计思想,设计了包括电源模块、超声波传感器模块、红外线传感器模块、碰撞开关模块、电机驱动模块、LCD液晶显示模块、串口通信模块等硬件模块,并完成智能移动机器人控制板的硬件原理图设计、PCB电路板绘制、焊接以及硬件电路调试。设计超声波和红外线测距、测障以及电机驱动等关键模块的驱动,给出系统的控制流程图。并用实验进行测试和验证。在完成软硬件设计的基础上,研究了智能移动机器人全区域遍历的路径规划理论和方法。使用VB开发了一个可视化的仿真软件,通过仿真验证了方法的有效性。最后将算法移植到控制器中,进行实验验证,实验结果表明,本文设计的智能移动机器人能够完成房间的遍历行走,达到了预期效果。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-13
第一章 绪论  13-21
  1.1 课题背景及研究意义  13-14
  1.2 移动机器人的关键技术  14-16
  1.3 国内外研究现状  16-19
    1.3.1 国外移动机器人技术研究  16-18
    1.3.2 国内移动机器人技术研究  18-19
  1.4 本文的主要研究内容与章节安排  19-21
第二章 智能移动机器人系统总体方案设计  21-34
  2.1 智能移动机器人总体方案  21-22
  2.2 智能移动机器人机械结构设计  22-26
    2.2.1 机器人移动方案分析  22-23
    2.2.2 “探索者”智能移动机器人机械结构  23-24
    2.2.3 “探索者”智能移动机器运动学建模  24-26
  2.3 “探索者”智能移动机器人控制器设计  26-31
    2.3.1 主控制芯片  26-28
    2.3.2 ATmega128 介绍  28
    2.3.3 传感器系统  28-31
  2.4 “探索者”智能移动机器人执行机构  31-33
    2.4.1 电机选择  31-32
    2.4.2 电机控制技术  32-33
  2.5 本章小结  33-34
第三章 “探索者”智能移动机器人控制器硬件设计  34-49
  3.1 硬件平台系统设计  34-35
  3.2 最小系统电路设计  35-37
    3.2.1 时钟/复位模块设计  35-36
    3.2.2 电源模块设计  36-37
    3.2.3 JTAG 调试接口设计  37
  3.3 人机接口电路设计  37-40
    3.3.1 LCD 显示模块  37-39
    3.3.2 键盘电路  39
    3.3.3 蜂鸣器电路  39-40
    3.3.4 串口通信模块  40
  3.4 传感器电路设计  40-44
    3.4.1 红外传感器电路  40-42
    3.4.2 超声波传感器电路  42-43
    3.4.3 碰撞开关电路  43-44
  3.5 电机控制电路设计  44-45
  3.6 硬件的可靠性设计  45-47
  3.7 硬件电路检测  47-48
    3.7.1 电路检测  47
    3.7.2 逻辑检测  47-48
  3.8 本章小结  48-49
第四章 “探索者”智能移动机器人控制系统软件设计  49-67
  4.1 系统软件设计  49-51
    4.1.1 系统软件架构  49-50
    4.1.2 系统开发工具  50-51
  4.2 主程序设计  51-52
  4.3 传感器系统程序设计  52-56
    4.3.1 超声波程序设计  52-55
    4.3.2 红外线程序设计  55-56
  4.4 电机控制程序设计  56-65
    4.4.1 PWM 调速程序设计  56-58
    4.4.2 电机测速程序设计  58-61
    4.4.3 运动控制系统设计  61-65
  4.5 软件调试  65-66
  4.6 本章小结  66-67
第五章 “探索者”智能移动机器人全局路径规划算法  67-83
  5.1 全局路径规划研究概述  67-68
  5.2 坐标系的建立  68-69
  5.3 环境地图构建  69-71
  5.4 未知环境的沿边算法  71-77
    5.4.1 沿边行走规则  71-72
    5.4.2 机器人的定位  72-75
    5.4.3 沿边行走过程障碍物的处理  75
    5.4.4 环境地图创建  75-77
  5.5 全局路径规划  77-78
  5.6 路劲规划仿真  78-80
  5.7 路径规划实验及分析  80-82
  5.8 本章小结  82-83
第六章 结论与展望  83-85
  6.1 工作总结  83-84
  6.2 工作展望  84-85
参考文献  85-88
致谢  88-89
在校期间的研究成果及发表的学术论文  89-90
附录 硬件电路原理图  90-92

相似论文

  1. 动态环境下移动对象导航系统相关技术的研究,TP301.6
  2. 基于改进蚁群算法的机器人路径规划研究,TP242
  3. 移动WSN基于虚拟簇头数据收集策略的研究,TP212.9
  4. 移动机器人全覆盖路径规划算法的研究,TP242
  5. 复杂动态环境下的小型足球机器人路径规划研究,TP242
  6. 面向GPS导航拖拉机的最优全局覆盖路径规划研究,TN967.1
  7. RoboCup中型组足球机器人的设计和开发,TP242
  8. 移动机器人路径规划研究及仿真实现,TP242
  9. 双层车库车辆调度辅助决策支持系统,TP242
  10. 无线传感器网络节点三维定位算法研究,TN929.5
  11. 基于数字高程模型栅格地图的移动机器人路径规划研究,TP242
  12. 基于GPRS无线远程监控系统的关键技术研究,TP872
  13. 对岸作战仿真系统的设计与实现,TP311.52
  14. 车库管理系统线路生成与重复利用方法研究,TP315
  15. 城市交通智能控制策略与仿真系统研究,U495
  16. 车辆导航系统路径规划技术的研究,TP301.6
  17. 轮式仿人机器人导航与路径规划研究,TP242
  18. 船体分段的机器人焊接路径规划与离线编程,TP242
  19. 强电流真空磁流体电弧模型的仿真研究,TM501.2
  20. 城市公交最优化换乘系统研究与实现,U12
  21. 机器人系统路径规划的研究,TP242

中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 机器人技术 > 机器人 > 智能机器人
© 2012 www.xueweilunwen.com