地面移动机器人平台.PDFVIP

地面移动机器人平台 地面移动机器人平台 王立威 宋章军 摘 要 本文提出一种扩展性强，配置灵活，应用范围广泛的通用型地面移动机器人平台系统结构，论文首先从机械结 构、硬件结构、软件结构三个方面详细叙述了这种移动机器人平台系统的组成，然后以认知技术室开发的监控机器人为实 例给出了这种系统结构的一个具体实施方案，最后说明该平台所具有的产业化前景以及产业化思路。 关键词 地面移动机器人；系统结构 近10年来，地面移动机器人平台(以下简称地 式移动底盘的运动能力。 面移动平台)在许多领域都得到了运用：用于家庭的 执行机构主要包括用于不同用途的机械手，执 家用服务机器人、扫地机器人；用于教学的寓教于 行机构可以方便的安装在不同的移动底盘上，可实 乐机器人；用于科学考察的探测机器人；用于军事 现不同用途移动机器人各种功能。 领域的武装军用机器人、侦察机器人；用于公共安 全的反恐机器人；用于医院、机房的温度巡检机器 1.2 系统硬件构成  人；用于空调通风管道清洁的风管清扫机器人；用 硬件系统主要由三个部分组成，如下图所示： 于工厂物流的AGV(自动搬运机器人)。以上所列举 的其实都是地面移动机器人平台在不同领域的应用 实例。 虽然目前地面移动机器人平台在诸多领域已有 实际应用，但它所具有的制造成本较高、研发周期 较长、产品价格昂贵、产品可扩展性较差等特点严 重制约了它的进一步发展与应用。本文所提出的地 面移动平台由具有标准接口的软件、硬件、机械模 块构成，用户可以按照自己的实际需要，选择各种 标准化模块来搭建自己的移动机器人系统，该平台 具有成本较低、研发周期短、产品可扩展性、可升 图1 硬件结构框图 级性强等特点。 处于顶层的是高速设备采集与处理层、第二层 1 地面移动机器人平台的系统结构 是低速设备管理与数据采集层、第三层包括电机的 驱动器模块、机械手的驱动器模块、传感器模块。 地面移动平台由机械结构、硬件系统、软件系 高速设备采集与处理层运行机器人的核心控制 统三部分组成。 程序，这里所指的高速设备包括图像采集设备、以 1.1 机械结构  太网络设备、显示设备等数据传输速率比较高的设 平台的机械结构部分主要包括机器人移动底 备。该层对摄像头获取的图像信息、通过传感器获 盘、执行机构等模块，其中移动底盘分为三类：轮 取的环境信息进行融合、处理，并发送控制指令控 式移动底盘，履带移动底盘，足式移动底盘。轮式 制机器人的各种执行装置运动，同时还可以通过无 移动底盘最为常用，其具有结构简单、运动灵活、 线以太网将图像或数据发送到控制终端，或者与别 移动速度快等突出优点；履带移动底盘具有越障碍 的机器人与PC进行信息交互。该层的核心是高性能 能力强，适合野外的复杂环境；足式移动底盘结构 的处理器，同时也提供了多包括：VGA显示接口、 比较复杂，但在特殊的环境下具有优于轮式与履带 有线以太网接口、USB接口、存储