基于无线网络控制的移动机器人设计

【摘要】：伴随着科技社会的大幅度进步,移动机器人作为机器人体系中的一员有着极其重要的发展地位。无线网络通讯技术的兴起,使移动机器人实现了远程控制,继而拓宽了机器人的应用领域。这种远程控制方式摆脱了移动机器人控制系统范围的局限性,使移动机器人真正意义上得到普及,广泛地应用到实际生活中,更好地为人类服务。通过分析移动机器人在国内外的研究现状和发展趋势,本文设计并搭建了一款小型的室内轮式移动机器人样机。该样机采用了一种四轮式的底盘结构,左右两侧为驱动轮,前后各有一个万向轮,以差速控制算法完成对移动机器人的运动控制。整个控制系统采用上下位机分层结构设计,上位机为处于远端的远程控制系统,下位机为移动机器人的控制系统。在移动机器人下位机的控制系统中,以DSP芯片TMS320LF2406A作为主控核心开发了驱动控制器,实现了对两个轮毂式直流无刷电机的驱动控制,控制系统内部采用CAN总线通讯方式,通过改变PWM占空比实现电机调速。在移动机器人上位机的远程控制系统中,应用Visual C++6.0中的MFC开发工具基于Windows Sockets编程,开发了移动机器人的远程控制界面。上下位机之间采用了无线网络的通讯方式,实现了人机交互,完成了基于无线网路的移动机器人的远程控制。本文完成了室内轮式移动机器人的样机制作与样机调试,该样机具有良好的可靠性和稳定性,很好地满足了控制系统要求。基于无线摄像头设计了移动机器人的控制系统,使处于远端的操控人员通过无线摄像头采集到图像信息,做出路径规划设计,指导移动机器人运动。根据Kinect和正四面体麦克风阵列设计了基于声源定位的移动机器人控制系统,使移动机器人良好地感知到周围的听觉信息,根据采集到声源的方位信息控制移动机器人左右转动,使得移动机器人可以面向声源。
【关键词】：移动机器人 无线网络 远程控制 声源定位
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP242