基于嵌入式系统的多机器人编队算法的设计与实现

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近年来,伴随着机器人技术的飞速发展,多移动机器人系统的协调问题已成为一个新兴的研究热点,而其中编队控制是一个具有典型性和通用性的多机器人协调问题,是许多多机协调问题的基础。  本文以基于嵌入式系统的智能编队机器人设计与实现实际项目为背景,首先对自主移动机器人的国内外研究状况、发展趋势做了简要的回顾,之后搭建机器人硬件平台,在保证机器人快速反应、稳定性好的基础上研究多机器编队算法。  课题以ARM9嵌入式微处理器S3C2440A为核心设计机器人系统。论文首先对机器人的模型进行了构建和分析,然后详细阐述了机器人系统的硬件组成。之后借助于移植的linux操作系统,进行S3C2440处理器内存、端口资源的分配,然后设计编写传感器数据采集、PWM电机控制、舵机控制、usb以及摄像头等模块的驱动程序,使机器人能够快速有效地反应。  在对应用程序功能需求分析的基础上编写应用程序,首先实现机器人图像处理和传感器数据采集基本功能,之后在此基础上详细阐述了机器人的自由避障和跟踪功能的实现原理和方法。最后对多机器人编队算法进行了研究,对现有的方法的不足之处进行了改进,通过仿真验证其有效性。在本文的最后,该方法移植到实际的机器人系统中,结果证明该方法有很好的实际应用性。  本文所设计的基于ARM9及Linux的嵌入式机器人系统反应速度快、稳定性好,此机器人平台可以实现简单的多机器人编队,条件成熟时可以进一步验证和探索更为复杂的编队算法。
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