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随着智能控制、计算机网络、仿生学以及人工智能等理论发展,移动机器人技术的研究及应用越来越受到国内外学者的重视。具有遍历特性的移动机器人有着广泛的应用前景,如清洁机器人、自主吸尘器、草坪修剪机、自主收割机、自主地面矿藏探测器等都是它的典型应用。因此,本文以遍历型机器人为研究对象,对遍历机器人环境建模和完全遍历算法进行了研究,并自主开发了遍历机器人硬件平台。本文主要完成以下内容:
1.在几何环境建模和栅格环境建模的基础上,研究了复合环境建模方法。该方法根据相邻多超声波传感器的测距信息,利用直线对局部环境建模,然后根据逐点比较法原理将直线模型映射为栅格模型。随着机器人的运动,局部栅格模型将更新为全局栅格模型。
2.根据遍历机器人完全遍历的要求,提出了基于行为规则的机器人完全遍历算法。该算法将遍历和避障结合在一起,机器人在遍历过程中,根据相邻传感器的信息,机器人做出相应的动作来实现完全遍历。
3.在分析了机器人的体系结构及运动控制的基础上,研制了遍历机器人控制系统。该系统分为感知系统、驱动系统以及主控系统。