基于路径规划的智能机器人控制实验

I SSN C N 1 0 - 0 2 - 3 4 9 / 5 6 实验技术与管理

第27卷第12期201年1

2月

1 1

2 0 4 T E x p e r i m e n t a l T e c h n o l o g ya n d Ma n a g e m e n t

Vo l .27N o .12D e c .201 基于路径规划的智能机器人控制实验

张佳,陈杰,窦丽华

(

北京理工大学自动化学院,北京1081) 摘 验教学平台。在此平台上设计并开发了分别适用于本科生及硕士研究生的系列实验 规划、全区域覆盖路径规划以及多机器人队形控制等项实验内容。该实验能够让学生接触到先进的智能机 器人增强学生对自动化专业的学习兴趣提高了学生的动手能力和创新能力。 关键词智能机器人路径规划全区域覆盖队形控制 文献标志码文章编号

要 : 针对自动化专业学生 , 以 P i o n e e r 3 A T 系列的机器人为对象 , 搭建了基于路径规划的智能机器人实 , ,

包括基于模型的路径 3

, , : ; ; ; 中图分类号 : T P 2 4 2 3 3 : A : 1 0 0 2 4 9 5 6 ( 2 0 1 0 ) 1 2 0 0 4 4 0 4

I n t e l l i g e n t r o b o t c o n t r o l e x p e r i m e n t s b as e d o n p a t h p l a n n i n g

Zha n g J i a , Ch e n J i e , D o uL i hua

( S c h o o l o f A u t o m r

a t i za t i o n , B e i e

j i n g I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y , B e i j i r n g 1 0 0 0 8 1 r , Ch i n a )

A b s t r a c t : A i e m t i n g a t s t r ud e n n n i T t m o t t t s o f au t o e m a t i za m t e i o n m a j o r i , t h p i s p a p e m r t ak e s r o b n o o t s o r o f P i o n e e n 3 A T S e r i n e e sas o b p j e c t t

a n d m c o n s t r u c sa n i x n t e l l i m g e o

b o t x p o e r o e i n n t t o e a

c h n e g l a t f o r , b as e

d o p a t h p l a n t n i g .Bas ud

e d e o n t h i s l a

f o r b , as e r n i s e o x f p e p t e i e swh i c ha p p i n t d t u n d r p

g r adua t i e t s c t ud e n t sa n d g adua e

s t e n t s r g s p c t i v e l l ya r o

n e d e s t i g n e da d l o e i r e m d. I t t n c l ud e s m d e l b as e d r p a t h p l p a o n n i n g o m p l t e t e c n v e a g e p a t h p t l a n n i n a e d m u l t c i r e b o f t o r m a t i e o n e x n p i e n . h e e x p e r i m t o f f e sa n o r t u n y f o r s ud e t s t w o r kw i hadva n c d i n t t e l i g t

r b K o o s . I t n ha c e ss t t ud e n i s i n t e r e s t s t o l e a r n au t o m a t i za t i o n m a j o r . A l s o , s t ud e n t s i n n o va t i o n a b i l i y o u l d e i m p r o v e d b y e t h e e x p e o r e n t p .

e y w o r d s : i n t l l i g e n r b t ; a t h p l a n n i n g ; c o m p l e t e c o v e r a g e ;

f o r m a t i o n

自动化技术是一门涉及学科较多、应用广泛的综

1

实验平台的搭（智械科技） 合性科学技术。实验教学是自动化专业教学过程中 [1]

非常重要的一环。随着目前机器人技术的不断发展, 本课程选用的机器人是美国先锋(P i o n e r 3A T )

系列机器人[。该系列机器人是目前世界上最成熟的 4]

机器人控制实验已逐步进入各个高校。机器人教学对 于培养和提高学生的创新精神和动手能力具有极其重

轮式移动机器人研究平台之一。通常科研人员对此系 要的作用[。在自动化专业开设机器人控制实验课

2 ]

列机器人的开发与研究都在控制台程序上运行,但需 要对v M a 机器人技术应用接口a 有较 深的了解因此需要花费大量时间阅读繁多的程序代 熟悉研究环境。由于实验学时有限为了能让学生 在最短的时间内最大程度地掌握机器人的有关知识 首先搭建了一个简单实用的实验平台。该平台的建立 能使学生在最短时间内熟悉各种底层动作在实验课 程中掌握基础理论和系统深入的专门知识。 整个平台系统包括个功能模块用户操作管理 模块、通信模块、控制模块、数据分析处理模块和显示 程, 不仅可以让学生接触到国际先进的机器人们的眼界还可以让学生学习先进的控制方法 些方法运用于机器人的实际控制上 提高学生的创新能力和动手能力 域的继续发展奠定坚实的基础。为此 重点实验室项目中购买了数台机器人 , , 开阔他

并将这 A c t i e d i A r i , ,

,扩展他们的思维

, 码, , [ 3 ] ,

为将来在控制领 ,

, 本校在北京市 , 针对自动化专 , 业的教学内容及要求,开设了机器人控制实验,取得了 良好的教学效果。

5 :

收稿日期 : 2 0 0 9 1 2 2 1 修改日期 : 2 0 1 0 0 3 1 5 管理模块。各模块所组成的功能结构如图 们之间通过数据信号和控制信号联系在一起 个统一的整体。在控制模块中为学生的实验操作 1 所示,它 基金项目 : 北京市教育委员会共建重点实验室资助项目

(CSYS

,构成一

1 0 0 0 (7

0417) 作者简介 : 张佳 1 9 8 0

) , 女 ,北京市人 , 硕士 ,实验师 ,

研究方向为机器 [ 5 ]

,

人控制、智能控制和图像处理.