基于多传感器的可变形机器人控制方法研究

随着机器人技术的不断发展，机器人能力不断提高，其应用的领域和范围正在不断扩展，各式各样的机器人正逐步走入各行各业和社会的各个领域，并在其中发挥着越来越重要的作用，特别是在科学考察、军事侦察、灾难救援等对人类来讲极度危险复杂的领域。它所具有的优势越来越受到世界各国普遍关注和重视，日益成为各国的战略必争装备和竞争核心技术。 应用于危险环境的机器人在作业时往往面对非常复杂的非结构环境。传统机器人存在的不足有：第一：受自身机械结构限制，一般不能够适应多变的地形；第二：大多数都是人为控制的，导致了在对人类有危害的环境中，机器人的行动范围受到很大的限制。本文研究的主要工作是针对可变形机器人的结构特点，提出了一种基于多传感器信息融合的可变形机器人自主控制的方法。该方法主要实现了可变形机器人根据环境变化和任务需要自主变形、自主避障和自主导航定位的功能，增强了可变形机器人的环境适应能力和作业能力。 本文首先对可变形移动机器人的发展和研究现状进行了综述，指出了多传感器信息融合应用在可变形机器人中的发展趋势。然后详细的介绍了可变形机器人的车体和控制系统结构以及机器人最基本的两种运动：直线运动和转弯运动。接着针对可变形机器人三种基本构形的特点，制定了机器人自主变形和避障的准则以及基于GPS/DR惯性导航定位的实现方法，并通过实验验证了机器人在非结构环境中自主变形越障和导航这种控制方法的有效性。 最后，本文对可变形机器人的发展和后继研究工作进行了展望。