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近年来随着传感器等领域的技术进步,智能机器人系统开始应用于服务行业,取代人类的各种劳动,特别是危险、有毒和枯燥繁琐的简单劳动,开辟了机器人自主服务的新领域。该领域具有良好的应用前景,因此,本文开发了一个基于CAN总线技术的分布式体系结构的自主移动机器人平台。此平台不仅利用ARM技术实现了对小车的伺服控制和零半径自转;而且利用CAN控制器的验收过滤功能实现节点间的CAN通讯,初步建立了移动机器人的通信系统;同时能够在自主避障模式和PC控制模式两种模式下工作,实现实时避障功能。该平台具有良好的开放性、稳定性和实时性,为最终设计、制造出具有实用性和市场前景的室内服务机器人打下了良好的基础。
本文的主要研究工作:
1.综合研究国内外机器人体系结构成果,应用多智能体理论、先进控制技术和CAN总线技术,提出了自主移动机器人平台的体系结构方案,即基于CAN总线技术的分布式体系结构。
2.设计制造自主移动机器人小车XMU-1,并建立其运动学模型;确定了自主移动机器人平台的软硬件实现方案。
3.完成运动控制ARM节点软硬件设计与实现,包括电机驱动模块、伺服控制模块和避障模块的设计与实现。
4.基于CAN总线技术,实现系统通信软硬件设计,建立了一个PC节点和一个ARM节点。
5.比较前后台系统和μC/OS-Ⅱ实时操作系统,并开发出前后台系统下此平台的应用程序。
6.对设计的平台进行整体调试,使其达到预期目标。