51单片机超声波传感器的避障机器人设计+电路图(2)
时间:2018-10-08 21:01 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
由于传感器、计算机、智能控制等技术的快速发展，各种智能设备层出不穷，如自动导航汽车、无人机、智能家居、智能穿戴等也开始日臻完善，这些装置对于传感器的精度都要求非常高。对于移动机器人也一样，它不可避免的要碰到障碍物，因此对障碍物探测的灵敏性能和快速的处理能力的要求也越来越高。在没有人控制的情况下，智能移动机器人感知陌生环境，进行分析与判断，最终完成任务。在这个过程中，机器人需要自己去检测路面上的障碍物，经过一系列的算法，最终规划出一条最佳的路径，这就是机器人的避障[4]。目前汽车的自动导航技术和无人驾驶汽车也更加依赖避障的问题，所以研究机器人的避障技术有非常重要的实际意义。 1.1.2 移动机器人研究的意义 随着智能机器人行业不断发展，自主移动机器人的迅速发展成为必然产物。它的支撑知识包括智能控制、电子信息、计算机[5]。最近几年通信技术和信息处理技术发展迅速，自主机器人不再仅应用于实验室和军事领域，它越来越多的应用在人们的日常生活中。 在现实操作环境中，环境更为复杂多变，这就对机器人定位和避障技术提出了更高的要求，要求精度更加准确。定位误差，精确度等阻碍了机器人的发展,所以促进移动机器人的发展的一个更好的方法是提高定位精度[4]。在未知环境中，传统机器人在定位系统和避障技术方面往往适应性差，实时性和准确性不够高，不能够达到预期效果。超声波测距技术可以有效解决实在复杂环境中的避障问题可以提高定位准确性，是自主移动机器人应用研究的一种有效的技术手段。 1.2 移动机器人的发展 在优尔十年代时，对于移动机器人的研究就已经开始了，研究的方面多种多样，包括它的移动方式，控制方式，避障导航与路径规划。控制方式主要是小车伺服系统，使机器人进行预期的行为。考虑最多的还是避障导航与路径规划，它涉及到传感器技术，导航技术，定位技术，信息的融合技术等。因此机器人是一个综合的系统，包括着感知环境、控制行为、动态的决策[11]。 七十年代，计算机和传感器快速发展引起了移动机器人研究的新高潮。 八十年代，移动机器人研究的遍布了全世界，许许多多世界著名公司也都开始研制自己的移动机器人平台，这些机器人平台大部分是在大学的实验室和研究机构，促进了移动机器人学各个研究领域的发展[11]。 九十年代以来，对移动机器人的研究进入到更高的层次，高精度的传感器、快速的信息处理、高适应的控制技术、真实环境下的路径的规划成为移动机器人研究领域的热点。 1.2.1 国外机器人发展概况 1.2.2 国内机器人发展状况 1.3 移动机器人研究的关键技术 移动机器人的核心问题是导航和避障，如果要使机器人在无人控制的状况下自主行走与避障，两个基本问题需要解决：一是在小车的运动过程中通过内置或外置的传感器感知周围环境[3]；二是采用适当的算法对采集来的数据进行处理，并最终规划出一条最佳路径。 1.3.1 移动机器人常用的测距技术 在机器人避障功能中具有十分重要作用的就是传感器技术，在移动机器人中广泛应用的有红外、毫米波、视觉、激光、超声波等技术，其中视觉传感器是无源式传感器，红外、毫米波、激光、超声波是有源式传感器[5]。智能机器人上的测距传感器已经比较完善了，机器人已经有类似人类的感知能力，甚至在某些方面已经超越了人类。 (责任编辑：qin) |