光电编码器与绝对式旋转编码器在机器人中的应用

"这篇文档是北京科技大学本科生毕业设计论文的一部分，主要探讨了基于多传感器的机器人电气控制系统在第七届全国大学生机器人大赛中的应用。论文详细介绍了机器人的智能系统设计，包括总体方案、硬件电路、软件程序以及实际效果，并重点阐述了多传感器定位、底层路径控制、自主路径规划和计算机视觉避障等关键技术。" 在本文中，作者提到了光学式绝对型旋转编码器在机器人定位中的应用。光学式绝对型旋转编码器是一种能够直接提供角位置信息的传感器，它通过码盘上的透光与不透光编码来确定机器人旋转的角度。码盘被分为多个扇区，每个扇区代表一个独特的角位置，当码盘旋转时，光电检测装置会根据透光和不透光的交替变化产生相应的数字信号，从而精确测量出机器人旋转的角度。 多传感器定位系统整合了陀螺仪和码盘的信息，实时计算机器人的坐标。陀螺仪用于感知机器人的角速度，而码盘则提供绝对位置信息。此外，光纤传感器用于辅助纠偏，特别是在利用场地上白线信息时，能够减少坐标误差，确保在实际比赛中机器人的坐标误差通常保持在30mm以内。 在路径控制方面，作者采用了不同的策略。直线路径跟踪利用位置和角度的闭环控制，而圆弧路径跟踪则基于圆弧半径和行进角度的闭环控制。这种分解路径为直线和圆弧的组合方法，使得机器人能够更准确地沿着预设路径移动。 路径规划部分，作者利用启发式深度搜索和曲线拟合技术开发了一种特定的路径算法，实现了机器人的自主路径规划。同时，结合障碍物检测，能够在遇到障碍时重新规划无阻塞的路径，实现了基本的避障功能。 在计算机视觉领域，论文提出了稳定色彩空间变换方法结合目标尺寸信息，有效地定位了目标白块和场地中的白线，辅助机器人进行定位和导航。通过Canny边缘检测算法，对图像中的复杂区域进行障碍检测和定位，增强了机器人的环境感知能力。 这篇论文展示了多传感器融合在自主移动机器人中的关键作用，包括精准定位、有效路径控制和智能避障，为未来的机器人设计和竞赛提供了宝贵的理论和技术参考。关键词涵盖了自主移动机器人、路径规划与避障、计算机视觉、多传感器信息融合以及轨迹跟踪等多个重要领域。