基于DSP的履带机器人避障系统研究（终稿）.doc

目 录 摘 要 Ⅲ ABSTRACT Ⅳ 第一章 引言 1 1.1 研究的目的和意义 1 1.2 履带机器人避障系统研究的现状及发展趋势 1 1.2.1 国内履带外机器人避障系统的研究现状 1 1.2.2 国内外履带机器人. 7 1.3 履带机器人研究存在的问题 10 1.4 论文各部分内容 10 第二章 基于DSP的履带机器人避障系统硬件原理 11 2.1 系统硬件总体设计方案 11 2.2 履带机器人DSP控制器选择与介绍 12 2.2.1 TMS320F2812芯片介绍 13 2.2.2 系统外部扩展存储器 13 2.3 传感器的选择与介绍 14 2.3.1 声纳传感器 14 2.3.2 航向角传感器 16 2.3.3 速度传感器 16 2.4 电机的选择与功率驱动主回路设计 17 2.5 硬件系统抗干扰技术 19 2.6 本章小结 20 第三章 履带机器人避障方法设计 21 3.1 履带机器人避障控制的总体框图 21 3.2 履带式移动机器人的运动学模型 21 3.3 履带式移动机器人的环境建模 22 3.4 覆盖式路径规划的数学描述 24 3.5 覆盖式路径规划的方法设计 25 3.6 轨迹控制算法的设计 26 3.7 本章小结 27 第四章 基于DSP的履带机器人避障控制算法的仿真 28 4.1 控制算法 28 4.2 避障控制算法的MATLAB仿真 4.3 本章小结 33 第五章 基于DSP的履带机器人避障系统的软件设计 34 5.1 DSP开发环境介绍 34 5.2 避障控制系统程序 34 5.2.1 主程序模块 34 5.2.2 避障模块 36 5.2.3 PID模块 36 5.2.4 A/D转换模块 38 5.3 本章小结 39 第六章 结论与展望 40 6.1 结论 40 6.2 研究展望 40 致谢 41 参考文献 42  摘 要 本文设计了基于DSP的履带式机器人避障系统系统。 首先对履带机器人的国内外研究和使用现状进行了较为全面和详实的介绍，从而寻求出该课题的研究方向；同时介绍了机器人的各种避障控制算法。 其次，介绍了履带机器人避障系统的总体结构方案设计。为实现整个系统的行走及避障功能要求，对系统控制芯片和车轮驱动电机的类型等进行了选择。确定了以 TMS320F2812 DSP为核心控制器，直流电机为主要运动机构的机器人核心部分；同时，设计了机器人的主要硬件构造。 本文随后根据控制要求分析了系统所需的硬件结构。搭建了一个基于DSP的机器人控制平台，概括了硬件电路设计中所必须考虑的抗干扰措施。之后阐述了控制系统的软件设计方法。以车轮电机控制采用增量式PID控制算法为重点，介绍了软件控制的总体策略与控制结构，并对仿真结果进行了比较；然后分块介绍各个模块程序与必要的寄存器的设置。 最后，总结了作者的研究成果，并阐述需要进一步深入研究的工作。 履带机器人，避障系统，自主导航，DSP系统，运动学 ABSTRACT This article designed the system which has evaded based on the DSP marching robot bonds. First has carried on more comprehensive and a detailed introduction to the caterpillar band robots domestic and foreign research and the use present situation, thus seeks this topic the research direction. Simultaneously introduced robots each kind evades bonds the control algorithm. Next, introduced the caterpillar band robot evades bonds systems gross structure project design. In order to realize overall systems walk and evade bonds the function request, actuated electrical machinerys type to the systems control chip and the wheel and so on to carry on the choice. Had determined take TMS320F2812 DSP as the core contro