多传感器机器人电气控制:主控模块与路径规划

需积分: 19 29 下载量 116 浏览量 更新于2024-08-07 收藏 3.71MB PDF 举报
"主控模块电路设计-软考信息安全工程师教程" 本文主要探讨了基于多传感器的机器人电气控制系统设计,特别是针对第七届全国大学生机器人大赛的背景。在该设计中,主控模块电路扮演了核心角色,它整合了硬件电路、软件程序以及多种传感器,实现了机器人的自主导航、路径规划和避障功能。 首先,多传感器融合是实现精确定位的关键。作者通过集成陀螺仪和码盘来实时计算机器人的坐标,并利用光纤传感器捕捉场地上白线的信息,以纠正坐标偏差,确保在实际比赛中,机器人的坐标误差控制在30mm以内,提高了定位精度。 在机器人底层移动路径跟踪方面,设计采用了将路径分解为直线和圆弧组合的方法。对于圆弧路径,采用半径和行进角度的闭环控制,直线路径则利用位置和角度的闭环控制。终点精确到达的控制进一步加强了路径跟踪的准确性。 路径规划算法是自主移动机器人的核心组成部分。作者采用启发式深度搜索和曲线拟合技术,开发了一种适用于比赛的专用路径算法,能够实现机器人的自主路径规划。同时,结合障碍物检测功能,当遇到障碍时能即时重新规划路径,达到避障效果。 在计算机视觉方面,作者应用了色彩空间变换和目标尺寸信息,有效地在复杂背景下识别和定位目标——白块,以及利用Canny算子提取图像边缘,对障碍物进行检测和定位,辅助机器人避障和定位。 总结起来,这篇论文深入阐述了主控模块电路设计的重要性,尤其是在多传感器信息融合、路径规划、避障策略和计算机视觉技术方面的应用。这些技术和方法不仅为参赛机器人提供了强大的技术支持,也为未来的机器人大赛和技术研发提供了有价值的参考。关键词包括:自主移动机器人,路径规划及避障,计算机视觉,多传感器信息融合,轨迹跟踪。