可视化遥操作搜救机器人的设计与研究

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搜救机器人是用于搜索与救援的机器人,它能够帮助救援人员在危险的环境下进行搜救工作,提高搜救工作的效率,减少搜救人员的伤亡。目前,搜救机器人研究的热点主要包括信息无线传输、机动性能、人机互动能力、图像智能识别技术等。本文提出一种可视化遥操作搜救机器人,重点对机械臂的控制、控制系统的构建以及双目测距技术进行研究,并进行相关仿真与试验。  首先,对机器人的总体功能需求进行分析,在此基础上对机器人进行功能配置,并列出设计指标;给出机器人机械结构和控制系统的总体设计方案;设计一种5自由度机械臂,并通过3D打印机加工制造;对机械结构和控制系统中的重要器件进行分析与选型。  其次,对机器人进行运动学分析,包括底盘的运动学分析、机械臂的运动学分析,据此对机器人进行整体建模;针对机械臂逆运动学问题对比代数解法与几何解法,并选择代数解法作为本文机械臂逆运动学求解算法;运用Matlab中的Robotics Toolbox工具进行机械臂运动学建模,验证前文机械臂运动学分析所得结果的正确性;采用三次B样条插值算法对机械臂进行轨迹规划仿真,验证该方法的可行性。  再次,对机器人的控制系统进行构建,包括搜救机器人通信网络的设计、下位机控制模块的构建以及上位机控制模块的设计;重点对基于双目测距的机器人视觉进行研究与分析,实现机器人对搜救现场目标物体深度信息的提取。  最后,对搜救机器人进行功能性实验,实验结果表明该搜救机器人的各项功能达到课题最初提出的设计要求。
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