家服機(jī)器人本體控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來，隨著人們生活水平的提高以及社會老齡化趨勢的加劇，家服機(jī)器人的需求越來越大，家服機(jī)器人逐漸成為研究熱點(diǎn)。本文根據(jù)國家863計(jì)劃機(jī)器人模塊化單元技術(shù)項(xiàng)目要求，針對其中的家服機(jī)器人本體控制系統(tǒng)展開研究，完成了家服機(jī)器人本體控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和基本功能模塊開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了家服機(jī)器人室內(nèi)環(huán)境的移動作業(yè)，為項(xiàng)目的后期研究奠定了基礎(chǔ)。
　　本文首先介紹了家服機(jī)器人控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，依據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程將硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)劃分為多個(gè)階段

2、，并依次介紹需求分析、方案設(shè)計(jì)、模塊選型以及系統(tǒng)集成和調(diào)試等過程。硬件平臺的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)為軟件系統(tǒng)的搭建提供基礎(chǔ)。
　　接著，本文從家服機(jī)器人控制系統(tǒng)的軟件需求入手，分析家服機(jī)器人控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)對網(wǎng)絡(luò)化管理、模塊化升級以及輕量化設(shè)計(jì)的需求，據(jù)此對軟件系統(tǒng)進(jìn)行層次化方案設(shè)計(jì)。基于此方案介紹各個(gè)模塊的具體實(shí)現(xiàn)過程，完成了家服機(jī)器人控制系統(tǒng)軟件系統(tǒng)的搭建。本文創(chuàng)新性地提出通過軟件代理節(jié)點(diǎn)的方式將家服機(jī)器人底層系統(tǒng)和開放的ROS軟件框架無

3、縫連接，使得家服機(jī)器人可以利用ROS平臺實(shí)現(xiàn)算法的共享，在一定程度上體現(xiàn)了軟件模塊化的思想。
　　然后，本文介紹了移動平臺的運(yùn)動規(guī)劃和自主定位的研究工作。移動平臺的規(guī)劃和定位是家服機(jī)器人進(jìn)行移動作業(yè)的前提。本文采用基于“元軌跡”規(guī)劃策略的運(yùn)動規(guī)劃以及基于多碼盤信息融合的自主定位方法。基于“元軌跡”的規(guī)劃方案不僅可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)路徑修正，而且便于為各種上層規(guī)劃算法提供支持，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的模塊化升級。
　　最后，本文通過一系列運(yùn)動實(shí)驗(yàn)驗(yàn)