基于瑞典輪的全向移動機器人定位及路徑跟蹤研究.pdf

1、使用瑞典輪組成的全向移動機器人因其特殊的車輪結構及易于實現控制等優(yōu)點而被廣泛研究。這種全向移動機器人適合在相對平整但空間狹窄的環(huán)境中運行，在倉庫貨物轉運、航母飛機調度等領域有較好的發(fā)展?jié)摿Α?br>　　本文依據相關設計指標研究三輪全向移動機器人的定位及路徑跟蹤算法。研究內容主要包括基于運動學的機器人定位數學模型及定位誤差分析、機器人幾何路徑跟蹤算法與位姿跟蹤誤差校正控制器的設計、基于微處理器的機器人嵌入式控制系統實現以及機器人樣機實驗研

2、究四個方面。
　　首先，介紹基于三個瑞典輪的機器人底盤和隨動輪系的相關結構。根據機器人運行時所需的技術指標，確定相關的尺寸結構。針對機器人的結構特點，建立機器人的局部和全局參考框架。按照先局部后整體的路線，依次建立單個瑞典輪和機器人整體的通用運動學模型。確定具體的驅動輪及其在局部參考框架下的位姿參數，代入機器人整體模型得到機器人的運動學控制方程。
　　其次，推導基于里程計和陀螺儀的定位數學模型，得到機器人的實時位姿更新方程。

3、分析機器人定位誤差的來源及誤差校正的模型與方法。以定位為基礎，設計機器人基于直線和圓弧的幾何路徑跟蹤算法，分析了機器人在路徑跟蹤時的位姿誤差，設計了基于PID的誤差校正控制器。
　　再次，完成機器人控制系統設計。其中，包括基于串行口和并行口的通信、定位子系統設計、直流伺服電機驅動系統設計。以實時操作系統為基礎設計機器人定位及幾何路徑跟蹤的軟件框架及控制流程。
　　最后，對機器人幾何路徑跟蹤算法進行仿真，分析不同的實驗條件對仿