基于磁导航导览机器人循迹与避障的研究与实现

基于磁导航导览机器人循迹与避障的研究与实现本课题对导览机器人循迹与避障算法进行研究与实现。导览机器人的工作环境易受人群和光线干扰,相机或激光雷达等传感器不能准确采集环境信息,直接影响导览机器人的运动行为。通过对比几种导航方式的优缺点,采用磁导航循迹方式自主导航。磁导航循迹对速度控制要求较高,速度精准与否直接影响机器人运行稳定性。经典PID 控制技术自适应性差,为解决这一问题,采用模糊控制与PID控制相

结合的模糊自整定PID控制技术实现对速度精准控制。由于导览机器人行进的轨迹上可能出现障碍物,为解决避障问题,对其避障功能进

行研究,设计主动避障算法,实现对轨迹上静态障碍物主动避障。本文首先叙述课题背景,描述导览机器人具备的功能。介绍循迹与避障常用方法,明确本课题研究目标为导览机器人循迹与避障技术的研究与实现,阐明本课题研究目的与意义。本文详细阐述PID算法与模糊自整定PID控制算法,对比人工势场法、BUG算法等避障算法。选用STM32为运动控制器核心芯片,磁导航传感器、超声波传感器、速度反馈传感器、红外传感器等作为实现循迹与避障的硬件,搭建运动控制系统。对导览机器人建立运动学模型,论证通过控制速度即可控制机器人位置姿态的理论可行性,对速度控制进行三种算法仿真实验,分析实验

结果,得出模糊自整定PI算法对速度精准控制较优。结合磁导航循迹,设计磁导航与BUG2算法相结合的主动避障算法。最后进行运动控制系统测试实验,通过加速度计测量导览机器人晃动幅度以验证系统稳定性,测试导览机器人主动避障算法的实用性,分析实验结果并总结

实验中遇到的问题及解决办法。