可避障机器人设计报告
机器人导航与避障系统设计与实现
机器人导航与避障系统设计与实现导航与避障系统是现代机器人领域中非常重要的一个研究方向。
通过设计和实现这样一个系统，机器人能够在未知环境中自主导航，并避免与障碍物的碰撞。
本文将介绍机器人导航与避障系统的设计方案及其实现方法。
一、引言随着人工智能和机器人技术的飞速发展，机器人在各个领域中的应用越来越广泛。
机器人导航与避障系统是其中一个重要的研究方向，其目标是使机器人能够在未知环境中实现自主导航，并且能够智能地避开障碍物。
二、设计方案1. 传感器选取机器人导航与避障系统的核心是传感器的选取和布置。
常用的传感器包括激光雷达、摄像头、超声波传感器等。
激光雷达可以提供较为精确的环境地图，摄像头可以获取环境图像进行识别，超声波传感器可以检测障碍物的距离。
2. 环境感知与地图构建机器人需要能够感知到周围环境并构建地图，以便进行导航和避障。
通过传感器获取到的数据，可以使用SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）算法进行地图构建。
SLAM算法能够同时实现定位和地图的构建，为机器人导航提供准确的环境信息。
3. 导航算法设计导航算法是机器人能够自主导航的关键。
常用的导航算法包括A*算法、Dijkstra算法、深度优先搜索算法等。
这些算法可以根据地图信息计算出最优的路径，并指导机器人进行移动。
同时，导航算法还需要考虑到避障问题，确保机器人能够安全绕过障碍物。
4. 避障算法设计避障算法是导航与避障系统的核心部分。
通过传感器获取到的环境信息，机器人需要能够分析障碍物的位置和形状，并做出相应的避让动作。
常用的避障算法包括漫游法、VFH（Vector Field Histogram）算法、RRT（Rapidly-exploring Random Tree）算法等。
这些算法能够有效地避开障碍物并找到可行的路径。
三、实现方法1. 硬件搭建机器人导航与避障系统的实现需要搭建相应的硬件平台。
避障机器人技术报告范文
1)赛道空间分辨率低：一方面受到大赛规则关于传感器个数的限制；另一方面，过多的光电传感器在固定安装、占用CPU输入端口资源等方面也有限制；
2)识别道路信息少，一般只能检测路径中心位置；
3)由于固定位置的限制，光电管只能安装在车模前面不远的位置，观测信息前瞻性差；
经各参赛队与组委会充分准备，于2006年8月20—21日在清华大学成功举办了由清华大学承办、飞思卡尔公司协办的第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛。赛后队员们反映热烈，众多媒体竞相报导。
为了使该竞赛向普及、健康的方向发展，成为在全国范围内大学生科技创意性的重要赛事，经自动化分教指委、飞思卡尔公司及组委会协商决定，在清华大学自动化系设立竞赛秘书处；为了使更多的高校、更多的大学生参与到这一活动中来，从第二届开始，采用分赛区比赛形式，将大赛参赛范围扩大为全国300多所学校（包括港、澳等地区的高校）[1]。
2.1
2.1.1
路径识别模块是智能车系统的关键模块之一，路径识别方案的好坏，直接关系到最终性能的优劣。在以往比赛中光电传感器寻迹方案应用最多，单独采用CCD摄像头寻迹方案或者CCD摄像头寻迹与光电传感器寻迹结合在一起的方案也都有应用。
所谓光电传感器寻迹方案，即路径识别电路由一系列发光二极管、接收二极管组成，由于赛道中存在轨迹指示黑线，落在黑线区域内的光电二极管接收到的反射光线强度与白色的赛道不同，由此判断行车的方向。光电传感器寻迹方案的优点是电路简单、信号处理速度快[3]。光电传感器的排列方法、个数、彼此之间的间隔都与控制方法密切相关，但一般的认识是，在不受到外部因素影响的前提下，能够感知前方的距离越远，行驶效率越高。
本系统主要由MC9S12DG128控制核心、电源管理单元、路径识别电路、车速检测模块、舵机控制单元和直流电机驱动单元组成，以飞思卡尔公司的16位单片机S12为控制核心，路径识别和车速的检测相结合，通过控制转向舵机和驱动电机，使智能车系统达到所需的稳定性及快速性要求。本文详细的介绍了智能汽车的机械结构设计，硬件电路设计，系统软件设计合理论分析以及模型车的控制算法设计。本智能车采用了适合智能控制的模糊控制算法，首先对系统的模型进行了分析，从而选择合适的算法，其次，对图像采集所用到的基本模块进行了简要介绍，然后介绍了所使用的图像采集和路径识别的算法。
避障机器人设计报告
避障设计报告避障设计报告1.引言在现代社会中，技术的发展已经在很多领域展现了巨大的潜力。
其中，避障是一类具有重要潜力和应用需求的系统。
本设计报告旨在详细介绍避障的设计原理、系统架构和关键组件。
2.需求分析在避障的设计之前，我们首先需要明确设计的具体需求和目标。
需求分析阶段包括对于功能、性能、环境、使用场景等方面进行细致的研究和分析。
2.1 功能需求避障需要具备以下基本功能：- 实时感知环境中的障碍物并进行识别；- 计算并实现合适的避障策略；- 进行精确的定位和导航；- 具备良好的稳定性和鲁棒性。
2.2 性能需求在不同使用场景中需要满足一定的性能指标，如：- 实时性：需要对遇到的障碍物做出快速响应；- 精确性：的定位和导航算法需要具备较高的准确性；- 稳定性：的控制系统需要具备良好的稳定性，以适应不同的工作环境。
2.3 环境需求在不同的环境中运行，对于环境的特征和条件也有一定的要求。
例如，室内环境和室外环境所需要的传感器和算法可能会有差异。
2.4 使用场景应用的不同场景可能会对的设计产生影响。
例如，家庭环境下的自动清扫可能需要经过家具和障碍物之间狭窄通道的穿越。
3.系统架构设计基于需求分析的结果，我们可以设计出避障的系统架构。
系统架构包括硬件和软件两个方面。
3.1 硬件架构避障的硬件架构通常包括以下组件：- 传感器模块：用于感知环境中的障碍物，常见的传感器包括超声波传感器、红外线传感器和摄像头等。
- 控制系统：负责处理传感器数据，计算避障策略，并控制的运动。
- 电源模块：提供所需的电源能量，通常包括电池和电源管理电路等。
- 机械结构：的机械结构用于支持传感器模块和控制系统，并提供运动和导航功能。
3.2 软件架构避障的软件架构包括以下部分：- 感知模块：负责处理传感器数据，对环境中的障碍物进行识别和定位。
- 规划模块：根据感知模块的数据和的运动能力，计算出合适的避障策略。
- 控制模块：根据规划模块的输出，控制的运动并实施避障策略。
避障机器人设计报告
避障机器人设计报告一、引言随着科技的不断发展，机器人在各个领域的应用越来越广泛。
其中，避障机器人作为一种能够自主感知环境并避开障碍物的智能设备，具有重要的实用价值。
本报告将详细介绍避障机器人的设计过程，包括硬件设计、软件算法、传感器选择以及实验结果等方面。
二、需求分析在设计避障机器人之前，我们首先需要明确其应用场景和功能需求。
避障机器人主要应用于物流搬运、智能家居、工业生产等领域，需要能够在复杂的环境中自主移动，并避开各种静态和动态的障碍物。
根据上述需求，我们确定了避障机器人的主要性能指标：1、能够检测到距离机器人一定范围内的障碍物，并准确测量其距离和方向。
2、能够根据障碍物的信息，实时规划出合理的运动路径，避免碰撞。
3、具有较高的移动速度和灵活性，能够适应不同的地形和工作环境。
4、具备一定的续航能力，能够持续工作一段时间。
三、硬件设计1、车体结构避障机器人的车体结构采用四轮驱动的方式，以提高其稳定性和机动性。
车身采用铝合金材料制作，既轻便又坚固。
车轮采用橡胶材质，具有良好的抓地力和减震性能。
2、驱动系统驱动系统由电机、驱动器和控制器组成。
电机选用直流无刷电机，具有高效率、低噪音和长寿命的特点。
驱动器采用脉宽调制（PWM）技术，实现对电机转速和转向的精确控制。
控制器采用单片机，负责接收传感器数据、处理算法和发送控制指令。
3、传感器系统为了实现避障功能，我们选用了多种传感器，包括超声波传感器、红外传感器和激光雷达传感器。
超声波传感器：用于检测远距离的障碍物，测量精度较高，但容易受到环境干扰。
红外传感器：用于检测近距离的障碍物，响应速度快，但测量范围较小。
激光雷达传感器：能够提供高精度的三维环境信息，但成本较高。
通过合理配置和融合这些传感器的数据，可以实现对机器人周围环境的全面感知。
4、电源系统电源系统采用锂电池组，为机器人提供稳定的电力供应。
同时，配备了电源管理模块，对电池的充电和放电进行监控和保护，延长电池的使用寿命。
避障机器人设计报告
实时感知
机器人通过传感器实时感知周围环境的变化，及时调整移动轨迹以避开障碍物。
动态调整速度
根据障碍物的距离和位置，机器人动态调整移动速度，确保安全避障。
多传感器融合
将多种传感器信息融合处理，提高障碍物检测的准确性和可靠性，实现更高效的避障。
实验与测试
06
室内环境
模拟室内家居环境，包括客厅、卧室、厨房等场景。
对各个模块进行单元测试，确保模块功能正常。
单元测试
将各个模块集成在一起进行测试，确保系统整体运行正常。
系统集成测试
在仿真环境中测试机器人的避障功能，模拟各种实际场景以提高鲁棒性。
仿真测试
避障策略
05
超声波传感器
利用超声波的发射和反射原理，检测机器人周围障碍物的距离和位置，实现避障。
红外传感器
通过检测物体发射的红外线，判断障碍物的位置和距离，实现避障。
机器人在各种地面类型上表现出良好的运动性能，能够稳定地行走、转弯和爬坡。
避障算法的准确性
测试结果表明，避障算法在各种场景中均能准确识别障碍物并规划出合理的避障路径。
路径规划效率
机器人的路径规划时间较短，表明算法具有较高的计算效率和实时性。
运动性能稳定性
测试结果证明机器人的运动性能稳定，能够在不同场景中可靠地避障和移动。
主控制器
内置Wi-Fi和蓝牙模块，方便与外部设备进行数据交换。
通信模块
超声波传感器
用于检测机器人周围的障碍物，实现避障功能。
红外传感器
用于检测热源，如人体，提高机器人在特定环境下的感知能力。
软件设计
04
用于机器人自主导航，根据地图信息规划出安全、高效的路径。
路径规划算法
自动寻迹避障轮式机器人--综合实验设计报告
专业综合实验设计报告项目：自动寻迹避障轮式机器人班级：电133姓名：学号：1312021067同组同学：学期：2016-2017-1一、实验目的和要求1.1实验目的自动循迹、智能避障机器人是一个与电气工程专业有着密切关系的实际工程装备，本综合实验以此为依托，把轮式机器人能够沿设置的道路路线运动作为控制目标，完成从模型建立、控制方案确定、控制参数仿真分析、硬件线路设计到实物机械安装、硬件安装调试、控制程序编写集成、系统调试等步骤过程的训练。
本实验涉及到《电路分析》、《电子技术》、《电力电子技术》、《电机学》、《电力拖动》、《自动控制原理》、《传感器与检测技术》、《电机控制技术》等课程的理论和实验知识。
是学生接触实际电气工程专业复杂工程问题的重要及关键途径。
通过实验培养学生实践动手能力，运用现代工程工具和信息技术工具的能力，分析和解决实际工程问题的能力。
从而使学生初步能够解决主要涉及电气工程专业知识的复杂工程问题。
1.2实验要求要求同学综合运用课程的理论和实验知识，以轮式机器人能够以一定的速度沿设置的道路路线运动作为控制目标（技术指标为：机器人行走速度≥1m/s，行走偏离导航线程度≤2/3车身宽度），要求完成从模型建立、控制方案确定、控制参数仿真分析、硬件线路设计到实物机械安装、硬件安装调试、控制程序编写集成、系统调试等实验步骤。
具体要求为：1）检索资料，对轮式机器人的发展状况，当前的研究热点，技术发展的现状，发展趋势有所了解，查阅工程规范文件、产品样本、使用说明，了解实际系统运行时必须遵守的工程规范和系统实现时所受到的商用产品的实际限制。
2）理解轮式机器人的机械结构，用CAD软件绘制机械零部件的加工图纸，安装轮式机器人。
3）综合运用物理特性分析法和实验参数测定法建立轮式机器人的数学模型，必要时在工作点附近近似线性化，以获得线性数学模型。
4）设计轮式机器人控制系统的硬件系统，包括控制芯片的选型，外围电路的设计，传感器类型型号的选择、功率驱动电路的选择、人机交互部件的选择，掌握所选择元器件、部件的性能、用法。
避障机器人的设计
避障机器人的设计随着科技的不断进步，机器人在日常生活中扮演着越来越重要的角色。
其中一种常见的机器人类型是避障机器人，它能够通过感知周围环境，避开障碍物并自主移动。
下面将讨论避障机器人的设计原理和关键技术。
避障机器人的设计原理主要基于感知、决策和执行三个步骤。
首先，机器人需要通过传感器感知周围环境。
常用的传感器可以包括激光传感器、红外传感器、超声波传感器等。
这些传感器可以测量障碍物与机器人之间的距离，并将这些信息传送给控制系统。
控制系统会将传感器的数据进行处理和分析。
在感知的基础上，机器人需要根据感知到的环境信息做出决策，并制定合适的行动计划。
这需要一个强大的算法和智能控制系统。
算法可以根据传感器的数据进行障碍物检测和识别，以确定障碍物的位置、形状和大小。
控制系统会根据这些信息制定机器人的运动策略，避开障碍物。
常用的算法包括路径规划算法、机器学习算法等。
最后，机器人需要执行制定好的行动计划，进行移动并避开障碍物。
这需要一个精确的定位和导航系统，以确保机器人能够准确地执行行动计划。
定位和导航系统可以基于全球定位系统（GPS）、惯性导航系统（INS）和视觉导航系统等技术，确定机器人的位置和方向。
机器人根据这些信息进行运动控制，避开障碍物。
避障机器人的关键技术主要包括障碍物检测和识别技术、路径规划技术、机器学习技术和定位导航技术等。
障碍物检测和识别技术可以利用图像处理、模式识别和深度学习等方法，对环境中的障碍物进行检测和识别。
路径规划技术主要通过图论和最优化算法，寻找机器人自身位置与目标位置之间的最佳路径，并避开障碍物。
机器学习技术可以利用大量的样本数据，训练出一个强化学习模型，使机器人可以通过反馈机制不断优化自己的行为。
定位导航技术可以提供精确的定位信息，确保机器人能够准确地执行行动计划。
当然，以上只是避障机器人设计中的一些关键技术和原理，实际的避障机器人系统还需要考虑多个因素，如功耗、成本、可靠性等。
智能避障机器人设计开题报告【范本模板】
在科学探索和紧急抢险中经常会遇到对与一些危险或人类不能直接到达的地域的探测，这些就需要用机器人来完成.而在机器人在复杂地形中行进时自动避障是一项必不可少也是最基本的功能。因此，自动避障系统的研发就应运而生。我们的自动避障小车就是基于这一系统开发而成的.
随着生产自动化的发展需要，机器人的智能化与集成度越来越高，已经越来越广泛的应用到生产生活中.伴随的科技水平的提高，机器人的能够使用的传感器种类也越来越多，其中红外线传感器已经成为机器人自动行走和驾驶的重要部件。此系统是基于红外传感器的系统，即运用红外传感器实现对前方障碍物的检测。
五、预期成果
智能避障机器人遇到前方障碍物时，能够测得与障碍之间的距离,并能够通过显示屏显示出相应的数据，并能根据传感器给出的信息决定其前进、后退或着左转弯、右转弯。
六、时间安排
2013年1月5日至2014年2月28日，搜集相关资料，完成智能避障机器人设计的开题报告。
2014年2月15日至2014年2月28日，搜集相关资料，完成文献综述的任务.
2。机器人根据传感器给出的信息，决定前进方向；
3.机器人要能够具有前进、后退、左转弯、右转弯功能。
四、设计思路
利用红外技术检测障碍物信息，采用51单片机进行实时控制，实现智能避障，智能小车采用后轮驱动,两轮各用一个直流电机控制.智能小车采用前轮驱动，前轮左右两边各用一个电机驱动，分别控制两个轮子的转动从而达到转向的目的，后轮是万向轮，起支撑的作用。将红外线传感器分别装在车体的左中右，当车的左边的传感器检测到障碍物时，主控芯片控制右轮电机停止左轮转动,车向右方转向，当车的右边传感器检测到障碍物时，主控芯片控制左轮电机停止转动，车向左方转向,当前面有障碍物时规定车右转.
2014年3月1日至2014年3月31日,整理收集的相关资料开始设计硬件电路,学习必要软件的应用,例如：Protel等。
智能避障小车报告
智能避障小车报告智能避障小车报告一、引言智能避障小车是一种具有自主导航和避障功能的智能机器人，它利用传感器和算法来感知周围环境并做出相应的动作，以避免与障碍物发生碰撞。
本报告旨在对智能避障小车的设计原理、工作原理以及应用领域进行介绍和分析。
二、设计原理智能避障小车的设计原理包括感知系统、决策系统和执行系统三个部分。
1. 感知系统：感知系统主要负责获取环境信息，常用的感知器件包括超声波传感器、红外线传感器、摄像头等。
超声波传感器可以测量小车与障碍物之间的距离，红外线传感器可以检测障碍物的存在与否，摄像头可以获取环境图像。
2. 决策系统：决策系统根据感知系统获取的信息，通过算法进行分析和处理，决定小车的行动。
常用的算法包括避障算法、路径规划算法等。
避障算法通常基于感知数据计算出避障方向和速度，路径规划算法则是根据目标位置和环境地图计算出最优路径。
3. 执行系统：执行系统根据决策系统的指令控制小车的运动，包括驱动电机、舵机等部件。
驱动电机控制小车的前进、后退和转向，舵机控制车头的转动。
三、工作原理智能避障小车的工作原理如下：1. 感知环境：小车利用传感器获取环境信息，例如超声波传感器测量距离，红外线传感器检测障碍物，摄像头获取图像。
2. 数据处理：小车的决策系统对感知到的数据进行处理和分析，计算出避障方向和速度，或者根据目标位置和环境地图计算出最优路径。
3. 控制执行：决策系统根据计算结果发出指令，控制执行系统驱动电机和舵机，控制小车的运动。
如果遇到障碍物，小车会自动避开，如果目标位置发生变化，小车会自动调整路径。
四、应用领域智能避障小车在许多领域都有广泛的应用。
1. 家庭服务机器人：智能避障小车可以在家庭环境中执行一些简单的任务，如送餐、打扫卫生等。
2. 仓储物流：智能避障小车可以在仓库中自主导航，收集和组织货物，减少人力成本和提高效率。
3. 自动驾驶汽车：智能避障小车的避障和导航算法可以应用于自动驾驶汽车，提高安全性和稳定性。
避障机器人设计报告分解
开放性实验报告——避障机器人设计系别：智能科学与技术姓名：唐继鹏姚武浩姜飞鹏郑光旭指导老师：袁立行、王曙光、亢红波时间：2011.9.16——2012.4.28目录1 系统功能介绍 (1)2 设计任务与要求 (1)3 系统硬件设计 (1)3.1系统总体设计框图 (1)3.2寻线模块(ST188) (2)3.3电机控制模块 (3)3.4单片机最小模块 (4)3.5数码管显示模块 (6)4 系统软件实现 (7)4.1 设计思路 (7)4.2 软件程序流程图 (8)4.3程序代码见附录Ⅰ (8)5 调试结果 (8)6 实验总结 (9)附录Ι (10)附录Ⅱ (18)附录Ⅲ (19)1 系统功能介绍本设计以单片机作为控制核心，电路分为最小系统模块，黑线检测模块，电机驱动模块，数码管显示模块。
黑线检测模块采用反射式关电传感器st188，并且接相应的三级管来规划传感器的输出，当输出高电平为正常情况。
电机为伺服电机，给定脉宽为1.5ms的信号电机保持不动，给定脉宽为1.7ms的信号电机正向转到给定脉宽为1.3ms的信号电机逆向转到。
数码管动态显示机器人行进过程所用的时间。
2 设计任务与要求◆熟悉51系列单片机的原理及应用。
◆掌握ST188设计电路和传感器的使用。
◆掌握直流电机的驱动方法。
◆掌握动态数码管显示的方法。
◆设计机器人的硬件电路及软件程序。
◆制作机器人的硬件电路，并调试软件，最后实现机器人的自动测量黑线。
3 系统硬件设计3.1系统总体设计框图该系统中51单片机作为主微控芯片，其外多个I/O口作为通用I/O口接受传感器的信号并输出相应的控制信号。
系统硬件总体设计框图如下图3.1-1所示。
控制核心检测模块电机驱动模块数码管显示模块图3.1-1系统硬件总体设计框图3.2寻线模块(ST188)该系统中的寻线模块我们采用的是ST188传感器。
ST188是一个无限红外模块，它有一个发射管（白色）和一个接收管（黑色），一般情况下接收管能收到发射管发送的红外光，但当遇到吸光介质（如黑色物体）时接收管便不能收到发射管的红外光。
制作避障机器人范文
制作避障机器人范文避障机器人是一种能够自动避开障碍物的机器人，它通过搭载各种传感器和算法，来感知周围环境，并根据获取到的数据进行决策和行动。
制作一个避障机器人需要考虑多个方面，包括硬件设计、传感器的选择和安装、以及算法的开发和优化等。
本文将介绍一个基于Arduino控制器的避障机器人的制作过程。
首先，我们需要选择合适的硬件平台。
Arduino是一种开源的电子原型平台，它提供了丰富的库函数和硬件接口，非常适合用于制作机器人。
为了实现避障功能，我们需要购买一块Arduino控制器、一个电机驱动模块、两个直流电机、一组红外线传感器、以及一块电池供电等。
硬件的选择需要根据实际需求和预算来确定。
接下来，我们需要将硬件组装起来。
首先，将Arduino控制器连接到电脑上，用Arduino IDE进行编程。
然后，将电机驱动模块连接到Arduino的数字输出引脚上，并将两个直流电机连接到电机驱动模块上。
接下来，将红外线传感器连接到Arduino的模拟输入引脚上。
最后，将电池连接到Arduino和电机驱动模块上，供电机器人。
完成硬件组装后，我们需要编写避障机器人的代码。
首先，我们需要编写一个主循环程序，用于实现机器人的基本运动。
在主循环程序中，我们可以使用Arduino的库函数来控制电机的转动方向和速度，从而实现机器人的前进、后退、左转和右转等功能。
其次，我们需要编写红外线传感器的检测程序。
红外线传感器可以通过发射红外信号并接收反射信号来感知周围的障碍物。
在检测程序中，我们可以使用Arduino的模拟输入引脚读取传感器返回的信号，并根据信号的强度判断是否存在障碍物。
如果存在障碍物，我们可以通过修改主循环程序的代码来实现机器人的避障动作，例如停下来或改变方向。
最后，我们可以通过改进算法来提高机器人的避障能力。
例如，可以使用更精确的传感器，或者使用多种传感器的数据进行融合，来提高机器人对障碍物的识别和判断能力。
此外，还可以使用机器学习算法来实现自动学习和优化。
避障机器人技术报告
避障机器人技术报告学校：江苏城市职业学院班级：09应用电子（2）班姓名：刘超学号：092106350317目录摘要 (I)第一章引言 (1)1.1避障机器人制作背景介绍 (1)1.2本文章节安排及文献综述 (1)第二章主控制系统 (5)2.1 主控系统 (5)2.1.1 硬件系统 (5)2.1.2 软件系统 (5)2.2 机器人传感器系统 (5)2.2.1 模拟量传感器系统 (6)2.2.2 数字量传感器系统 (6)2.3显示电路 ............................................................................... 错误！未定义书签。
第三章主要结构介绍. (17)3.1 主要结构分析 (17)3.1.1 编程软件 (17)3.1.2 C8051F360微处理器 (17)3.1.3 CIP-51TM 微控制器核 (19)3.2片内存储器 (19)3.3片内调试电路 (23)3.4可编程数字I/O 和交叉开关 (19)3.5串行端口 (20)3.6可编程计数器阵列 (21)3.7比较器 (22)3.810位电流输出DAC (23)第四章硬件系统设计与实现 (21)4.1 电源模块 (24)4.2 单片机最小系统 (23)4.3升压稳压电路设计 ................................................................. 错误！未定义书签。
4.4 电机驱动模块 ....................................................................... 错误！未定义书签。
4.5蔽障部分 ............................................................................... 错误！未定义书签。
避障机器人设计报告
避障设计报告避障设计报告1、引言1.1 项目背景1.2 项目目的1.3 项目范围1.4 术语定义2、需求分析2.1 功能需求2.2 性能需求2.3 约束条件2.4 使用案例3、系统架构设计3.1 硬件架构3.2 软件架构3.3 传感器选择与布置3.4 控制算法设计3.5 通信模块设计4、机械设计4.1 底盘设计4.2 轮子及驱动系统设计 4.3 机械结构设计4.4 避障装置设计5、电路设计5.1 电路框图设计5.2 电源管理设计5.3 控制器设计5.4 传感器接口设计6、软件设计6.1 系统层软件设计6.2 避障算法设计6.3 控制逻辑设计6.4 用户界面设计7、系统集成与测试7.1 硬件集成7.2 软件集成7.3 系统测试方案7.4 测试结果与分析8、生产制造与组装8.1 材料采购8.2 生产过程规划 8.3 组件组装8.4 质量控制9、运维与维护9.1 使用手册编写 9.2 故障排除与维修9.3 系统更新与升级10、风险管理10.1 风险识别10.2 风险评估10.3 风险响应计划10.4 风险监控与控制11、项目总结与展望11.1 成果总结11.2 项目反思11.3 后续工作展望附件：1、设计图纸2、控制程序源代码3、测试报告法律名词及注释：1、版权：指对作品享有使用权和收益权的法律保护。
2、专利：指为了鼓励科技创新而授予的一种独特权利，用于保护发明的新技术。
3、商标：指用于识别商品或服务来源的标志、名称、图案等。
4、保密协议：指在信息交流中确保信息的机密性和安全性的法律文件。
机器人项目报告循迹避障智能车设计
《机器人技术》课程项目智能涂胶避障装配多功能机器人姓名：指导教师：智能涂胶避障装配多功能机器人摘要本次项目我们在掌握单片机的基础上，结合画图软件及matlab和机器人技术深入了解并掌握机械臂设计的知识。
设计过程当中经过谈论，我们确定最后方案，然后用三维软件做出了最后方案机械臂的三维实体并做了具体操作分析，为了对其进行控制还进行了动力学分析，最终确定了实体的制作过程。
报告主要包括：机械臂方案的讨论及确定，机械臂尺寸参数的确定，动力学分析及轨迹规划。
目录目录 (3)1、前言： (4)2、设计方案的确定 (4)2.1任务分析 (4)2.2设计参数： (4)2.3具体项目任务要求 (5)3、参数的确定 (5)3.1机械手臂的设计 (5)3.1.1机械手臂杆数和轴数的确定 (5)3.2手臂尺寸的确定 (6)3.2.1机械臂一尺寸的确定 (6)3.1.3机械臂二、三尺寸的确定 (6)4、工作空间分析 (7)4.1空间模拟 (7)4.2初始位置： (8)4.3运动学正解 (9)4.4运动学反解 (10)5、速度分析 (11)6、轨迹规划 (13)6.1各关节位移、速度、加速度曲线 (13)6.2详细程序 (15)7、项目总结 (16)8、参考文献 (16)1、前言：机械手臂是目前在机械人技术领域中得到最广泛实际应用的自动化机械装置，在工业制造、医学治疗、娱乐服务、军事、半导体制造以及太空探索等领域都能见到它的身影。
尽管它们的形态各有不同，但它们都有一个共同的特点，就是能够接受指令，精确地定位到三维（或二维）空间上的某一点进行作业。
在三级项目智能移动小车的基础上设计出机械臂和手爪，与小车组装为一体，通过程序控制，实现小车的避障，循迹，通讯，以及装配螺栓的动作。
装配机器人智能小车主要由机械系统，环境识别系统，运动控制系统及机械臂控制系统组成。
2、设计方案的确定2.1任务分析要求在已设计的智能小车上加装机械臂，如图1完成：1、按动开关，启动生产线；2、到涂胶工位完成涂胶；3、找到迷宫入口，进入迷宫；4、实现穿越迷宫；5、寻迹；6、到装配工位车体或机械臂旋转；7、手爪张开8、实现对指定工件的抓取和装配等一些列的动作。
机器人设计与制作报告
机器人设计与制作报告本次机器人设计与制作报告详细介绍了一个具有云台旋转和激光雷达测距功能的无人机机器人的设计思路与制作流程。
该机器人能够通过遥控器进行操作，同时具备自主控制能力，能够通过避障算法实现自动避障功能。
该机器人的整体设计由硬件设计和软件设计两部分组成，下面将分别进行介绍。
一、硬件设计1.机身设计机身采用了碳纤维材料制作，具有轻巧、耐用、抗风等优点。
机身由上下两个部分组成，上部分安装电机和支架，下部分放置电子模块。
2.电机选型机器人采用四个高速无刷电机，频率为12V，转速高于10000转/分，保证机器人高速运动的稳定性。
3.云台旋转云台旋转由一个用于转动的平台和一个无限旋转的直流电机组成。
直流电机与一个编码器相连，能够准确测量电机的转动角度，并实现精确的角度控制。
4.激光雷达测距激光雷达选择长光HLS-LFCD2 2D激光测距传感器，能够达到最大180度的扫描角度，一次扫描所需时间不到100毫秒。
激光雷达能够准确测量距离，并通过信号处理电路处理激光信号，采集数据，用于地图构建和避障。
5.电子模块选型主控板采用了树莓派4B，集成了4核CPU和4GB RAM，并配置了4个USB接口、1个千兆网口和2个微型HDMI端口。
同时还配备了5V和3A的稳压电源，保证了机器人系统运行的稳定和可靠性。
二、软件设计1.遥控器控制机器人可以使用蓝牙或Wi-Fi实现无线遥控。
在树莓派上运行了一个遥控器程序，通过蓝牙或Wi-Fi与遥控器进行通信，并通过程序对机器人进行控制。
2.自主控制机器人能够自主运行，并通过激光雷达获取数据进行地图构建和避障。
在树莓派上运行了一个运动控制程序，通过算法实现自主控制，能够进行路径规划和避障。
3.地图构建与避障机器人通过激光雷达生成环境地图，并进行建图和路径规划。
机器人还可以根据环境的变化实时更新地图信息。
基于环境地图和激光雷达数据进行的算法，能够在避障方面取得较好的效果。
三、总结本次机器人设计和制作中，我们通过硬件和软件相结合的方式，成功设计了一个具有云台旋转和激光雷达测距功能的无人机机器人，并通过遥控器控制和自主控制实现了机器人的移动和避障功能。
智能避障机器人设计策划书---张
基于80C51单片机的超声波避障PVC线槽材料双足仿生机器人的设计应用制作者：XXXXXXXXXXXXXXXX一、概述。
机器人是一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机，或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。
智能机器人则是一个在感知- 思维- 效应方面全面模拟人的机器系统。
它是人工智能技术的综合试验场，可以全面地考察人工智能各个领域的技术，还可以在有害环境中代替人从事危险工作、上天下海、战场作业等方面大显身手。
而且随着机器人的应用领域的扩大，人们期望机器人在更多领域为人类服务。
另外，单片机的应用现已渗透到仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等各项科研领域。
单片机往往作为一个核心部件出现在实时检测和自动控制的智能自主控制系统中。
但仅仅单片机是不够的，还应根据具体硬件系统软硬件结合，才能让系统达到设计要求，良好地运行。
本系统采用80C51系列单片机为中心器件，设计一个智能化自主避障仿生小机器人，是为了能在智能机器人科学的基础研究上做出贡献，因为加强培育机器人产业市场，不仅能够带动智能机器人技术本身的发展，同时也必将引领其他相关高新技术的发展和壮大。
智能机器人的研究意义必将日益凸显，其发展空间十分广阔。
二、主要工作原理。
本设计采用的是80C51、超声波测距模块及超声波传感器、减速电机、PVC线槽材料、锂电池以及蜗杆、齿轮、螺丝螺母等组成的一个智能避障双足机器人。
当前方遇到有障碍物时，此超声波信号被障碍物反射回来，由接收器接收，输送至80C51单片机处理，自主实现电机停车、继而倒转，使双足机器人变为向后迈步，达到智能避障后退的目的。
系统控制原理如图示：三、发展前景及其应用。
机器人具有广阔的发展前景，国内外对此的研究已经取得了许多成果,但其智能化水平仍然不尽人意。
已有的人工智能技术大多数要依赖领域知识。
因此在各个层面的研究都很迫切。
另外，现代机器人基本能按人的指令完成各种比较复杂的工作，如深海探测、作战、侦察、搜集情报、抢险、服务等工作，在不同科研领域有着广泛的应用。
避障机器人毕设开题报告
避障机器人毕设开题报告1. 引言本文档为避障机器人毕设开题报告，旨在介绍避障机器人毕设的研究背景、目标和计划，并阐述预期的研究方法和成果。
避障机器人是近年来人工智能和机器人技术的研究热点之一，具有广泛的应用潜力。
本毕设旨在设计和实现一个基于深度学习的避障机器人系统，为智能机器人在复杂环境中自主导航和避障提供解决方案。
2. 研究背景随着人工智能和机器人技术的不断发展，智能机器人在日常生活和工业生产中的应用越来越广泛。
然而，智能机器人在复杂环境中的自主导航和避障仍然是一个挑战。
传统的机器人导航方法往往基于预定路径规划，缺乏对环境变化的实时感知和自适应能力。
因此，设计一个能够实时感知环境并做出智能决策的避障机器人系统具有重要意义。
3. 研究目标本毕设的主要目标是设计和实现一个基于深度学习的避障机器人系统。
具体而言，我们的研究目标包括：•构建一个避障机器人平台，并集成传感器和控制硬件。
•开发一个基于深度学习的视觉感知系统，实时获取环境图像。
•提出一种基于深度学习的避障算法，实现机器人的智能导航和避障能力。
•对系统进行实验验证，评估其性能和可靠性。
4. 研究计划本毕设的研究计划分为以下几个阶段：4.1 避障机器人平台构建首先，我们将选取合适的硬件平台作为避障机器人的基础，包括车身、轮子、电机、传感器等。
在搭建硬件平台的基础上，我们将进行控制系统的搭建和测试，确保机器人可以进行基本的运动控制。
4.2 视觉感知系统开发在硬件平台搭建完成后，我们将开发一个基于深度学习的视觉感知系统，用于实时获取环境图像。
这个系统将包括图像采集、图像预处理和特征提取等模块，旨在提供高质量的感知数据给避障算法。
4.3 基于深度学习的避障算法设计本阶段的重点是设计一种基于深度学习的避障算法，借助视觉感知系统获取的环境图像，实现机器人的智能导航和避障能力。
我们将选取合适的深度学习模型，并进行训练和调优，使其能够准确地识别和避开障碍物。
机器人自动寻迹避障系统设计
天津工业大学毕业论文机器人自动寻迹避障系统设计姓名任浩学院电气工程与自动化学院专业自动化指导教师修春波职称副教授2013年6月3日附表1天津工业大学毕业论文任务书院长教研室主任指导教师毕业论文开题报告表附表5天津工业大学本科毕业论文评阅表（论文类）附表7：天津工业大学毕业论文成绩考核表摘要随着现代交通的发展及科学技术的提高，人们的生活水平也在发生重大的变化，同时私家车的数量也在逐步增加，且汽车技术也在日益提高，并越来越趋向于智能化。
但伴随着的却是道路的拥挤与交通事故的频繁发生，这严重的影响了人的生命安全。
有资料显示，导致追尾、相撞等此类交通事故发生的主要因为是两车之间的距离太近造成的。
为了解决在两车距离问题上尽量避免或减少此类交通事故的发生，本课题提出了采用传感器技术来研究分析智能小车的寻迹避障系统。
本文的目的是采用传感器来设计小车寻迹避障系统。
首先在研究课题的国内外情况下，对小车寻迹避障系统的设计方案进行论证，其中主要对系统检测和电机驱动方面进行了详细的论证。
同时对系统采用的单片机控制与整个系统各模块的方案进行了说明。
其次，本文完成了对智能小车的主体部分，即硬件部分进行了详细的设计。
硬件部分包括:系统主控制部分、驱动单元部分、小车躲避障碍物单元设计、小车寻迹单元设计与电机控制电路设计等。
最后，在完成软硬件设计后，对系统进行测试，其中主要是测试方法的应用与测试的结果的分析。
关键词：单片机；寻迹避障；传感器；电子技术ABSTRACTWith the development of modern transportation and the advancement of science and technology, also the standar d of people’s living is in the event of major changes，at the same time number of private cars is also steadily increasing, and increasingly intelligent. But it is accompanied by the road of the congestion and accidents occur frequently, this has serious implications for the safety of their lives. There is a show that result in rear collision, such as car accidents, mainly because it is the distance between two vehicles too close. In order to solve the problems of distance on the cars to avoid or minimize such traffic accidents, the subject matter presented in sensor technology is also research and analysis of the Smart car evasive system.The purpose of this thesis is to use sensors to design car tracing and obstacle avoidance system. First in research situations at home and abroad, design the programme for demonstration of tracing and obstacle avoidance system, mainly on detection the motor drive system for the detailed argument. At the same time describes the programme of each module and the system as a whole. Secondly, completed the main part of the smart car , hardware design of parts in detail. Hardware part includes: System main control part, drive unit part, the car to avoid obstacles, car tracing unit design and motor control circuit design, etc. Finally, after completes the software and hardware design, carries on the test to the system, in which mainly is tests the method the application and the test result analysis.Key words：Single chip microcomputer；tracking and obstacle avoidance；sensor；Electronic technology目录第一章绪论 (1)1.1 本课题的研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 本论文主要的研究内容和论文结构 (3)第二章智能小车控制系统的总体设计分析 (5)2.1系统方案设计 (5)2.2检测系统论证 (5)2.3电机驱动系统 (9)2.4单片机控制电路系统 (9)2.5PWM控制原理 (10)2.6系统各模块选择 (10)第三章智能小车控制系统硬件设计 (11)3.1主控单元设计 (11)3.2驱动单元设计 (13)3.3寻迹模块设计 (17)3.4避障模块设计 (18)3.5电源模块 (24)第四章智能小车控制系统软件设计 (27)4.1系统控制流程 (27)4.2算法设计 (29)4.3测距子程序 (31)第五章系统调试与测试 (33)5.1系统调试 (33)5.2系统测试 (33)5.3最终成果 (34)第六章结论 (37)参考文献 (38)附录一外文翻译（英文） (39)附录二外文翻译（中文） (44)谢辞 (47)天津工业大学2013届本科生毕业论文第一章绪论1.1本课题的研究背景及意义随着人类探索活动的不断发展，促使了机器人的诞生。
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可避障机器人设计报告
姓名***
班级机械设计制造及其自动化1班学号3011201***
任课教师洪鹰
2014年12 月16 日
目录
一、概述••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••3
二、方案设计•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••4
1、硬件设计•••••••••••••••••••••••••••••••••••••4
1.1避障基本方法•••••••••••••••••••••••••••••4
1.2主控芯片选择•••••••••••••••••••••••••••••4
1.3电源设计••••••••••••••••••••••••••••••••••5
1.4电机选择•••••••••••••••••••••••••••••••••5
2、主程序设计••••••••••••••••••••••••••••••••••5
三、总结••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••7
一、概述
机器人是一类能够自动完成某项功能的机械系统，机器人通过传感器和执行机构与外界进行信息物理和交互，处理器负责处理传感器采集来的信息并将相应的控制命令送给执行机构执行。
机器人因其对环境的强适应性，使得他在很多领域取代了人的劳动，将人从繁重、危险的环境中解放出来。
机器人广泛应用于工业生产、科学研究、危险品处理乃至国防领域。
而我这次设计的应该是最基础的一种机器人——自动避障机器人，它能通过传感器感知外部环境，实现避障。
二、方案设计
1、硬件设计
1.1、避障基本方法
方案一：超声波传感器。
采用超声波传感器，如果传感器接收到反射的超声波，则通知单片机前方有障碍物，反之则通知单片机可以向前行驶。
经实验，使用超声波传感器探测信
号时十分容易受到外界环境的影响，使单片机控制系统接收到许多错误的信息。
而且超声波
传感器价格比较昂贵。
方案二：光敏传感器。
直接根据光源的信号进行判断。
这需要光敏传感器能及时反馈可靠的信息，而光敏传感器拥有很高的灵敏度，为了抗干扰还可以把光敏传感器预先进行特殊
处理，使其只有在光源正射时才能测到信号，这样就使光敏传感器的返回信号更加可靠，单
片机一旦接到的光敏传感器返同的信息，便能作出正确的判断。
倘若测不到信号，说明光敏
传感器被障碍物挡住，正前方不能通行，单片机控制电机绕开障碍物行驶。
因为在一定范围内，如果没有障碍物，发射出去的红外线，因为传播距离越
远而逐渐减弱，最后消失。
而如果有障碍物，如图1 所示，红外线遇到障碍
物，被反射到达传感器接收头。
传感器检测到这一信号就可以确认正前方有
障碍物，并送给单片机，单片机通过输入内部的算法，协调小车两轮工作，
从而完成躲避障碍物动作。
综合考虑，选择红外传感器，其发射功率大，抗干扰能力强，成本不高，
可靠性高。
图1
1.2、主控芯片选择
设计中选用AT89C51单片机作为中心控制部分，完成对直流电机的控制，使电机实现正转和反转，控制液晶显示机器人的运动状态，并接收传感器的信号做出相应的避障动作。
其
系统总方框图如图2所示。
图2
1.3、电源设计
设计采用蓄电池供电模式，一个12伏电压，可提供最大1.2A的驱动电流。
电机驱动电源和控制电路的电源都是由它来提供的。
1.4、电机选择
电机的选择，有以下几种电机可供选择：步进电机，伺服电机，直流电机，直流减速电机。
根据实际的情况和要求，由于伺服电机在市面上很难买到，且价格过于昂贵，直流电机虽说价格低易于购买，但我们须增加减速机构，而直流减速电机省去了设计复杂减速机构的麻烦，且输出力矩大，虽说须设计速度反馈电路，但速度反馈比较易于设计，所以我们选择直流减速电机。
2、主程序设计
设计的主程序框图如图3所示。
图3
三、总结
本文设计了一款经济实用的智能机器人，采用了直流减速电机作为执行元件，红外传感器作为检测元件，AT89C51单片机作为主控芯片，初步构思了自动避障机器人的设计概念，易于控制，成本低，具有实用价值。
参考文献：
[1]雷鹏飞，沈华东，高坎贷，胡建军，应翔．红外传感器在智能车避障系统的应用[M]．电脑与信息技术，2010，第18卷第4期
[2]王晓明．电动机的单片机控制．北京：北京航空航天大学出版社，2002
[3] 朱世强，王宣银．机器人技术及其应用．杭州：浙江大学出版社，2001。