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目前移动机器人的一个重要发展方向是智能化、开放式、可扩展式控制。本论文着重发展一套低价位的具有可扩展性的移动机器人开发平台。
本文经过充分的调研,以高质量、高可靠、小尺寸、低功耗的工控机PC/104为平台,采用嵌入式Linux为操作系统设计了一套低价位的具有可扩展性的移动机器人开发平台。本系统无论是机械还是电子和计算机技术,都采用全模块化设计,用户可以根据自己的需要采用不同的模块来实现自己制定的任务;拥有开放的控制系统和电子结构,具有良好的可扩展性,配置了AD采集卡,可供用户接入各种传感器,是一个全开放性平台。本文根据易用的人性化设计,利用VC++开发平台设计了一套运行在Windows操作系统的图形化编程界面,用户可以对控制系统的底层进行操作,开发自己的应用程序。本文提供了良好的开发函数库,包括运动控制、数据和文件传输、AD采集、视觉等。此外,在课题中简要探讨了小波变换在机器人导航系统中的应用,开发了一套用于本系统的基于Mallat小波分析理论的自主导航函数库。实验结果表明,Mallat小波分析可以明显提高机器人视觉导航中立体匹配的精度。
本系统是一个开放式的适用于科研人员、教育工作者和学生使用的机器人技术开发工具包。帮助使用者了解机器人技术和机器人软件,从基础的概念到一些机器人高水平发展技术。这些工具能快速为使用者提供所有最新机器人技术的实用经验,从自主移动和障碍物躲避的算法到植入视频、网络、信号分析和人工智能。本系统是完成电子、计算机科学、机器人技术实验的平台。通过进一步扩展,军事上可用来执行侦察,监视等任务;民用可以用在森林防火,测绘等领域,如果带有特殊的传感器还可具有环境监测等功能,是一个通用的综合实验平台。
本系统可靠性高、实用性强、具有一定的智能性和可扩展性且价格低廉,基本能够达到预期的智能化、开放式、可扩展式控制的目的。