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课题以小型地面移动机器人为研究对象,主要研究了组合导航系统在地面移动机器人导航系统设计中的应用。该系统设计实现以后使地面移动机器人在人无法控制的环境下,高危环境下,战场环境下,自主/半自主地完成指定任务成为现实,尽可能避免不必要的人员伤亡。研究工作为今后地面移动机器人导航系统的设计、开发与升级提供了某些必要的经验,为导航系统的设计实现开辟了一条新路。 针对小型地面移动机器人应用于战场、楼宇、野外等环境的设计特点,要求机器人能够自主/半自主地完成指定任务的设计目标,设计采用航位推算导航与GPS全球定位系统导航相结合为主,辅以光反射导航,超声波导航的组合导航系统作为小型地面移动机器人的导航系统。 组合导航系统的设计过程中,使用了多种传感器接收环境传感与识别的信息。为了有效的利用多传感器提供的信息,并应用到导航决策中,采用了卡尔曼滤波理论作为多传感器信息融合的工具。 为了补充主控制系统外围接口的不足,设计一个导航信息接收模块。该模块以AT89C51单片机为控制核心,具有4个RS—232串行接口,4个模拟量输入接口,3个数字开关量输入接口,分别用于各种传感器的信息接收并处理。同时该模块通过3个8位IO口和主控制系统联系,将传感器信息上传至主控系统。 实验证明,该导航系统性能良好,能够满足小型地面移动机器人的导航需要。