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[摘 要]移动机器人是我国科技发展与工业进步的重要成果，对于解放生产力、提高生产效率均具有不可忽视的作用。移动机器人包含运动系统、通信系统与控制系统，控制系统的优劣直接关乎着移动机器人的整体性能。本文以移动机器人为分析对象，在概述其主要构成的基础上，分析了移动机器人控制系统的软硬件设计与算法。
[关键词]移动机器人；控制系统；算法；设计
中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）08-0044-01
近年来，伴随着我国市场经济制度的逐步完善与经济水平的快速提升，机器人设计与研发开始受到社会各界的广泛关注，尤其是移动机器人。移动机器人是一个同时包含多种现代化科学技术的新兴成果，如传感技术、控制技术、电子通信技术以及信息处理技术等，通常情况下，移动机器人主要由运动系统、通信系统以及控制系统构成，控制系统更是整个移动机器人设计的核心。这引发了机器人研究学界的普遍探讨，只有设置出相符合的控制系统，方能实现移动机器人的移动功能与自主规划、决策等智能化行为
1移动机器人及构成
移动机器人作为现代机器人领域中的重要种类，其是一个由多种构件共同组成的复杂系统，与普通机器人相比，移动机器人更加精细化、智能化，不仅可自主移动，更能够根据系统收到的指令进行分析、决策。从国内外机器人研发现状来看，移动机器人的核心构件主要是运动系统、通信系统与控制系统。首先，运动系统。移动性或运动性是移动机器人的最基本属性，完善的运动系统是确保机器人自主运动的前提，一边状态下，移动机器人运动系统多包含移动机构与驱动系统两部分构成，其中，前者分为履带式、足式与轮式移动机构三种类型，以保障移动机器人可在多种环境状态下保持运动。其次，通信系统。移动机器人的通信系统包含两个层面，其一是内部不同模块之间的通信，其二是内部模块与外部的信息交换。最后，控制系统。与上述两种系统相比，控制系统具有实时性，主要作用是分析、处理移动机器人收到的各种环境信息，并作出决策。
2移动机器人控制系统的设计
2.1移动机器人控制系统的硬件设计
移动机器人控制系统中的关键性构成硬件具有多种类型，不仅包含电源、传感器、处理器、模式选择，还涉及到电机、动器以及扩展电路等构件。传感器是移动机器人感受外部信息与环境变化的载提，对于移动机器人的性能实现具有关键性作用。因此，设计者必须谨慎选择传感器。以避障传感器为例，现存的可应用于移动机器人的避障感应器主要包含红外传感器、雷达传感器和超声波传感器等。对于前者来说，其耗能少、反应迅速，然而却极易受到外在环境的影响。雷达传感器具有超高的精度、且量程远、速度快，但却需耗费较高的安装成本。对比而言，超声波传感器不仅能够突破外在环境的影响，且安装方便、处理快捷、经济成本低廉，目前已形成了较广泛的应用。
与传感器相比，机器人设计者在选用处理器时必须重点关注三项内容，其一是处理器所具有的数据处理能力，其二是外设资源，其三则是软件与硬件开发的难度。这是因为如果能够有效的缩短开发难度，必然能够显著提高开发效率、降低经济成本。
2.2移动机器人控制系统的软件设计
硬件是移动机器人控制系统的物质性构件，是控制系统得以形成的前提，但软件则是控制系统性能实现的决定性因素。因此，移动机器人控制系统的设计者必须加强软件设计，確保软件设计程序同时具有较强的实时性、稳定性和可靠性。软件程序在初步设计完成后必须经过反复的检测与调试，方能投入使用。CSS软件作为TI集团研发形成的一款集成开发软件，在移动机器人控制系统设计领域具有着深入的应用，其功能强大，可实现控制系统的环境配置、源文件配置、跟踪运行过程以及数据分析等。移动机器人控制系统的软件设计包含两大部分，即主程序和中断程序。前者包含初始化和主要功能程序两项内容。
3移动机器人的运动控制算法
非寻迹模式、寻迹模式以及测距避障是移动机器人所存在的三种运动模式，不同的模式反应了不同的外部环境与控制目标，因此，不同工作模式下也需适用不用的运动控制算法。对于非寻迹模式来说，移动机器人研究者应首先做好机器人的定位算法，从而逐步向移动机器人的运动控制算法发展，待计算程序完成后，还必须开展针对性的仿真验证。对于移动机器人的寻迹运动模式而言，移动机器人为实现自主移动，应选用并安置针对性的传感器。移动机器人根据黑色轨迹进行模仿移动，传感器的作用主要是采集轨迹的路线信息。通常情况下，传感器阵列具有多种形状，如一字形、二字形、十字形以及圆形等等。圆形阵列可实现移动机器人在较小角度情况下的精确转弯。移动机器人在进行第三种运动模式时，测距避障需首先利用传感器进行道路判断，根据超声波传感器测定的距离信息，判断障碍物所在位置，从而控制移动机器人保持着与障碍物平行的状态行使。
参考文献
[1]王洪钢，祁宇明.一种循迹AGV移动机器人控制系统的设计[J].机械工程与自动化，2018，06.
[1]张鹏，高放，双丰.基于ROS的全向移动机器人控制系统的设计与实现[J].组合机床与自动化加工技术，2018，07.
[关键词]移动机器人；控制系统；算法；设计
中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）08-0044-01
近年来，伴随着我国市场经济制度的逐步完善与经济水平的快速提升，机器人设计与研发开始受到社会各界的广泛关注，尤其是移动机器人。移动机器人是一个同时包含多种现代化科学技术的新兴成果，如传感技术、控制技术、电子通信技术以及信息处理技术等，通常情况下，移动机器人主要由运动系统、通信系统以及控制系统构成，控制系统更是整个移动机器人设计的核心。这引发了机器人研究学界的普遍探讨，只有设置出相符合的控制系统，方能实现移动机器人的移动功能与自主规划、决策等智能化行为
1移动机器人及构成
移动机器人作为现代机器人领域中的重要种类，其是一个由多种构件共同组成的复杂系统，与普通机器人相比，移动机器人更加精细化、智能化，不仅可自主移动，更能够根据系统收到的指令进行分析、决策。从国内外机器人研发现状来看，移动机器人的核心构件主要是运动系统、通信系统与控制系统。首先，运动系统。移动性或运动性是移动机器人的最基本属性，完善的运动系统是确保机器人自主运动的前提，一边状态下，移动机器人运动系统多包含移动机构与驱动系统两部分构成，其中，前者分为履带式、足式与轮式移动机构三种类型，以保障移动机器人可在多种环境状态下保持运动。其次，通信系统。移动机器人的通信系统包含两个层面，其一是内部不同模块之间的通信，其二是内部模块与外部的信息交换。最后，控制系统。与上述两种系统相比，控制系统具有实时性，主要作用是分析、处理移动机器人收到的各种环境信息，并作出决策。
2移动机器人控制系统的设计
2.1移动机器人控制系统的硬件设计
移动机器人控制系统中的关键性构成硬件具有多种类型，不仅包含电源、传感器、处理器、模式选择，还涉及到电机、动器以及扩展电路等构件。传感器是移动机器人感受外部信息与环境变化的载提，对于移动机器人的性能实现具有关键性作用。因此，设计者必须谨慎选择传感器。以避障传感器为例，现存的可应用于移动机器人的避障感应器主要包含红外传感器、雷达传感器和超声波传感器等。对于前者来说，其耗能少、反应迅速，然而却极易受到外在环境的影响。雷达传感器具有超高的精度、且量程远、速度快，但却需耗费较高的安装成本。对比而言，超声波传感器不仅能够突破外在环境的影响，且安装方便、处理快捷、经济成本低廉，目前已形成了较广泛的应用。
与传感器相比，机器人设计者在选用处理器时必须重点关注三项内容，其一是处理器所具有的数据处理能力，其二是外设资源，其三则是软件与硬件开发的难度。这是因为如果能够有效的缩短开发难度，必然能够显著提高开发效率、降低经济成本。
2.2移动机器人控制系统的软件设计
硬件是移动机器人控制系统的物质性构件，是控制系统得以形成的前提，但软件则是控制系统性能实现的决定性因素。因此，移动机器人控制系统的设计者必须加强软件设计，確保软件设计程序同时具有较强的实时性、稳定性和可靠性。软件程序在初步设计完成后必须经过反复的检测与调试，方能投入使用。CSS软件作为TI集团研发形成的一款集成开发软件，在移动机器人控制系统设计领域具有着深入的应用，其功能强大，可实现控制系统的环境配置、源文件配置、跟踪运行过程以及数据分析等。移动机器人控制系统的软件设计包含两大部分，即主程序和中断程序。前者包含初始化和主要功能程序两项内容。
3移动机器人的运动控制算法
非寻迹模式、寻迹模式以及测距避障是移动机器人所存在的三种运动模式，不同的模式反应了不同的外部环境与控制目标，因此，不同工作模式下也需适用不用的运动控制算法。对于非寻迹模式来说，移动机器人研究者应首先做好机器人的定位算法，从而逐步向移动机器人的运动控制算法发展，待计算程序完成后，还必须开展针对性的仿真验证。对于移动机器人的寻迹运动模式而言，移动机器人为实现自主移动，应选用并安置针对性的传感器。移动机器人根据黑色轨迹进行模仿移动，传感器的作用主要是采集轨迹的路线信息。通常情况下，传感器阵列具有多种形状，如一字形、二字形、十字形以及圆形等等。圆形阵列可实现移动机器人在较小角度情况下的精确转弯。移动机器人在进行第三种运动模式时，测距避障需首先利用传感器进行道路判断，根据超声波传感器测定的距离信息，判断障碍物所在位置，从而控制移动机器人保持着与障碍物平行的状态行使。
参考文献
[1]王洪钢，祁宇明.一种循迹AGV移动机器人控制系统的设计[J].机械工程与自动化，2018，06.
[1]张鹏，高放，双丰.基于ROS的全向移动机器人控制系统的设计与实现[J].组合机床与自动化加工技术，2018，07.