移动机器人室内自主导航设计+CAD图纸(2)
4.2惯性定位系统的仿真及调试分析. . 23
4.3总结. . . . . . 23
第五章移动机器人GPS系统元件软件编程设计. .24
5.1 GPS 的系统定位原理与数据采集. . . ..25
5.2基于 GPS 的移动机器人导航系统设计. . .26
5.3设计基于 GPS 的移动机器人导航实验并对结果分析. 27
第优尔章移动机器人户外运动自主避障方法设计. .30
6.1基于红外测距仪、超声波定位技术的障碍物探测系统. 30
6.2红外、超声波避障系统硬件设计电路设计. . ..31
6.3红外测距仪技术研究内容. . .. .34
6.4避障逻辑可行性实验. . . ..36
6.5超声波及红外传感器搭载云台的结构设计. . .37
6.6障碍物探测传感器系统建模、搭载云台设计. . 38
6.7障碍探测系统的电机驱动. . . .39
结论 . 42
致谢 . 43
参考文献 44
第一章 绪论
1.1引言
智能移动机器人，是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多功能于一体的综合系统。它集中了传感器技术、信息处理、电子工程、计算机工程、自动化控制工程以及人工智能等多学科的研究成果，代表机电一体化的最高成就，是目前科学技术发展最活跃的领域之一。随着机器人性能不断地完善，移动机器人的应用范围大为扩展，不仅在工业、农业、医疗、服务等行业中得到广泛的应用，而且在城市安全、国防和空间探测领域等有害与危险场合得到很好的应用。户外导航可以使机器人自动生成路径，自主选择最优路径，从而得到自动到达目的地便于人们出行或满足一些特殊工作要求。智能移动机器人的户外自主导航是未来一项人们着重开发的领域，它的优越性使他的研究设计充满潜力和意义。
1.2移动机器人国内外发展状况
机器人的应用越来越广泛，几乎渗透到所有领域。移动机器人是机器人学中的一个重要分支。早在 60年代，就已经开始了关于移动机器人的研究。关于移动机器人的研究涉及许多方面，首先，要考虑移动方式，可以是轮式的、履带式、腿式的，对于水下机器人，则是推进器。其次，必须考虑驱动器的控制，以使机器人达到期望的行为。第三，必须考虑导航或路径规划，对于后者，有更多的方面要考虑，如传感融合，特征提取，避碰及环境映射。
因此，移动机器人是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统。对移动机器人的研究，提出了许多新的或挑战性的理论与工程技术课题，引起越来越多的专家学者和工程技术人员的兴趣，更由于它在军事侦察、扫雷排险、防核化污染等危险与恶劣环境以及民用中的物料搬运上具有广阔的应用前景，使得对它的研究在世界各国受到普遍关注。
1.3移动机器人定位技术国内外发展状况
移动机器人在移动过程中需要对机器人运动状态不断的检测，从而才能实现对机器人的精确控制自主导航系统利用内置的传感器确定自身所处的相对位置和行驶方向，用数学分析的方法确定行车路径，并将该行车路径与内存电子地图上的道路进行比较，确定自身在地图上所处的位置及到达目的地的方向和所余距离等，并在显示器上显示出来，从而起到导航和引导的功能。
自主导航系统除应具备上述无引导功能导航系统的装置外，还需配备距离传感器和方位传感器。自主导航系统根据所用方位传感器的不同分为地磁导航系统（利用地磁传感器测试汽车的行驶方向）和惯性导航系统（用陀螺仪测试汽车的行驶方向）。MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)惯性器件具有一些优点，比如体积小，寿命长，抗冲击，可 靠性高。他整合了加速度传感器，电子罗盘，陀螺仪和里程计。其能够实现一个惯性定位单元，在卫星信号很弱的地方依然能够实现定位。