用于移动机器人导航和避障的传感器设计毕业设计论文

浙江科技学院

本科学生毕业设计（论文）

及其数据的采集处理

系别自动化与电气学院

摘要

近年来，自主式移动机器人研究和设计成为了许多人关注的焦点，机器人的研究和设计领域已经不仅仅限于军事领域中，许多应用于军事机器人上的成功技术已经使用于工业和民用的领域中。对于移动机器人来说，在未知环境下机器人自动导航和定位是首先要解决的基本问题，是实现机器人智能性的最重要的核心技术。它主要包括：环境信息获取功能，环境信息理解和建模功能以及实现自动导航的路径规划算法功能组成。本文讨论了用于室内移动机器人导航、定位和避碰的传感器及其设计。

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在众多用于导航的传感器中，接近传感器如超声传感器是最简单和最基本的传感器。本论文给出了超声传感器的工作原理，提出了一个有效的设计电路，并且给出了超声传感器的测量障碍物的程序流程图。

论文还研究了用于定位的光电编码器和用于避碰的红外传感器的实现，并且给出了测量电路和程序流程图。

以上传感器受一个8位微控制器控制，该控制器通过EIA－485网络与32位的上位计算机通信，在同一条总线上还有电子罗盘，实时测量移动机器人的转向。

联想i750关键词：自主式移动机器人；超声波测距；红外线传感器；电子码盘；

ABSTRACT

Autonomous mobile robot has created considerable interest in recent years for its potential applications in military, industrial and domestic fields. Navigation and localization in an unknown environment is the key problems to be settled for an autonomous mobile robot. The research fields include: environmental information acquisition, perception and modeling, local path planning and global path planning, etc. This article present and discuss the design of sensor for navigation and localization of an indoor mobile robot.

Among various sensors for navigation and localization, range sensors, such as supersonic sensors，are the necessary. The circuit of supersonic sensors are presented in this thesis, and the d

iagram of program for supersonic sensors are presented also. The design infrared sensors for obstacle avoiding and encoder for dead reckon are also presented in this thesis.

The sensors are controlled by a 8-bit microcontroller, which communicates with the 32-bit computer by EIA-485 network. The electronic compass，which measures the direction of robot are communicates with the 32-bit computer by EIA-485 network also.

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KEYWORD: Autonomous Mobile Robot; Ultrasonic Ranging; Infrared Sensors; Encoder

摘要 (Ⅰ)

Abstract (Ⅱ)

第一章绪论 (1)

1．1 机器人技术发展历程 (1)

1．2 全自主移动机器人的概念与研究现状 (2)

环孢菌素

1．3 移动机器人导航技术的研究内容 (3)

1．4 导航常用传感器介绍 (4)

1．5 本论文的主要研究内容 (5)

第二章系统的硬件部分 (7)

2．1 系统总体原理 (7)

2．2 传感器的选择 (8)

2．3 传感器模块的构建 (9)

2．4 各传感器模块的具体实现 (11)

2．4．1 超声波测距模块 (11)

2．4．2 红外线避障模块 (14)

2．4．3 电子码盘模块 (16)

2．4．4 电子罗盘模块 (18)

自然肌理2．5 通信模块 (20)

2．6总体搭建 (22)

what will be will be第三章系统的软件设计 ...................................................................................... .27 3．1 数据采集系统软件设计思想. (27)

3．2 软件系统主要部分说明 (27)

3．3 上位机与单片机之间的通信 (30)

第四章系统的整机调试 (32)

第五章总结与展望 (34)

致谢 (35)

参考文献 (36)

附录 (37)

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