天然气站场巡检机器人的自动导航技术
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-19页 |
| 1.1 课题概述 | 第10-11页 |
| 1.1.1 天然气站场安全管理的研究背景 | 第10页 |
| 1.1.2 课题研究的主要问题 | 第10-11页 |
| 1.2 研究现状 | 第11-16页 |
| 1.2.1 天然气自动泄漏检测系统的研究 | 第11-12页 |
| 1.2.2 轮式滑动转向机器人的运动控制研究 | 第12-13页 |
| 1.2.3 移动机器人导航定位方法的研究 | 第13-15页 |
| 1.2.4 移动机器人路径规划算法的研究 | 第15-16页 |
| 1.3 论文主要研究内容和章节安排 | 第16-19页 |
| 1.3.1 论文主要内容 | 第16页 |
| 1.3.2 论文章节安排 | 第16-17页 |
| 1.3.3 研究的技术路线 | 第17-19页 |
| 第2章 巡检机器人的整体设计与搭建 | 第19-31页 |
| 2.1 机器人的结构设计 | 第19-23页 |
| 2.1.1 驱动方式选择 | 第19-21页 |
| 2.1.2 车轮选型 | 第21页 |
| 2.1.3 车体设计 | 第21-23页 |
| 2.2 机器人硬件选型与调试 | 第23-29页 |
| 2.2.1 运动系统的选型 | 第23-24页 |
| 2.2.2 组合导航系统性能 | 第24-26页 |
| 2.2.3 惯性测量传感器校准 | 第26-29页 |
| 2.3 机器人控制系统与实验平台 | 第29-31页 |
| 2.3.1 机器人控制系统 | 第29-30页 |
| 2.3.2 实验控制平台 | 第30-31页 |
| 第3章 巡检机器人移动平台的运动机理 | 第31-45页 |
| 3.1 运动学建模与分析 | 第31-34页 |
| 3.2 动力学建模与分析 | 第34-39页 |
| 3.2.1 车轮剪切应力与剪切位移的关系 | 第35页 |
| 3.2.2 接触面剪切位移求解 | 第35-38页 |
| 3.2.3 电机转矩求解 | 第38-39页 |
| 3.3 实验与仿真分析 | 第39-45页 |
| 3.3.1 机器人基本参数的确定 | 第39-40页 |
| 3.3.2 运动学模型函数关系确认 | 第40-44页 |
| 3.3.3 动力学模型仿真 | 第44-45页 |
| 第4章 巡检机器人的组合导航定位系统设计 | 第45-57页 |
| 4.1 四元素姿态解算 | 第45-47页 |
| 4.1.1 四元素表示的坐标变换 | 第45-47页 |
| 4.1.2 四元素表示的姿态更新 | 第47页 |
| 4.2 互补滤波的姿态解算器 | 第47-51页 |
| 4.2.1 初始姿态角 | 第47-48页 |
| 4.2.2 互补滤波的基本原理 | 第48页 |
| 4.2.3 姿态解算器的设计 | 第48-51页 |
| 4.3 基于卡尔曼滤波的组合导航方案 | 第51-54页 |
| 4.3.1 卡尔曼滤波器选择 | 第51-52页 |
| 4.3.2 卡尔曼滤波器设计 | 第52-54页 |
| 4.4 实验分析 | 第54-57页 |
| 第5章 基于最短路径的运动轨迹规划 | 第57-72页 |
| 5.1 站场运动规划的基本需求 | 第57-58页 |
| 5.2 基于最短路径的轨迹运动规划的方法设计 | 第58-64页 |
| 5.2.1 轨迹规划 | 第58-61页 |
| 5.2.2 运动控制规划 | 第61-64页 |
| 5.3 轨迹运动规划的仿真 | 第64-69页 |
| 5.3.1 动态规划最短路径仿真 | 第65页 |
| 5.3.2 PID运动规划仿真 | 第65-66页 |
| 5.3.3 基于最短路径的轨迹优化仿真 | 第66-69页 |
| 5.4 与SBMPC算法结果的仿真比较 | 第69-70页 |
| 5.5 实验分析 | 第70-72页 |
| 第6章 总结与展望 | 第72-74页 |
| 6.1 研究工作的总结 | 第72-73页 |
| 6.2 工作不足与展望 | 第73-74页 |
| 参考文献 | 第74-78页 |
| 致谢 | 第78-79页 |
| 攻读研究生硕士学位期间的主要成果 | 第79页 |
