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超声在移动机器人障碍物检测中的应用研究

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超声在移动机器人障碍物检测中的应用研究

课题学术背景：移动机器人是机器人的重要研究领域，人们很早就开始移动机器人的研究。斯坦福研究院(SRI)的Nils Nilssen 和CharlesRosen 等人，在1996 年至1972 年中研制了Shakey 的自主移动机器人，目的是应用人工智能技术研究机器人在复杂环境下的自主推理、规划和控制。20 世纪70 年代末，随着计算机的应用和传感技术的发展，移动机器人的研究又出现了新的高潮。20 世纪90 年代以来，以研制高水平的环境信息传感器和信息处理技术，高适应性的移动机器人控制技术，真实环境下的规划技术为标准，开展了移动机器人更高层次的研究。

检索目的：（属于研究探索型）避障是智能移动机器人基本的功能，具体的实现方法多种多样。在移动机器人的相关技术的研究中,移动机器人障碍物检测是机器人研究的一个重要方向。通过对此类研究，了解到目前学术界的对于超声在机器人障碍物检测方面的发展动态 检索步骤：

检索设计：

确定检索词：

中文检索词： 1.超声

2.移动机器人 智能机器人

3．障碍 阻碍物

4．检测 测试

英文检索词： 1、 ultra audible sound

2 、mobile robot

3、hindrance impediment obstacle obstruction barrier

4、detect

检索工具的选择：中文数据库、英文Google学术搜索

检索结果：

1.【题目】移动机器人超声波测距与避障系统的试验研究

【作者】张淼; 汪懋华; 林建涵; 姚岚

【文献来源】农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第一分册

【发表时间】2005-12-01

【来源库】会议

【摘要】移动装备的安全避障系统起着日益重要的作用。由于超声波的性能特点,超声波传感器常被用于测距和避障领域。超声波测距遵循“渡越时间”原则。本文分别从硬件和软件方面介绍了一种基于移动机器人的超声波避障系统。系统由十三个超声波传感器组成,正前方的两个超声波传感器对安全避障起着重要的作用。文中用三个实验分析了超声波避障与测距系统的性能。将超声波传感器应用于距离测量具有一定难度,同时也有一些优势。在设计移动机器人的避障动态模型时,要考虑障碍物的位置以及车速的影响。路障的表面形状对障碍物识别的影响很大。由于超声波易受外界影响,多传感器融合技术将具有很好的前景。

2.【题目】基于MCU和CPLD的智能移动机器人控制系统

【作者】李慧; 李海霞; 冯显英

【文献来源】机电工程 , Mechanical & Electrical Engineering Magazine, 编辑部邮箱 2009年 08期 期刊荣誉：ASPT来源刊 CJFD收录刊

【发表时间】2009-08-20

【来源库】期刊

【摘要】针对移动机器人控制系统设计和开发要求的复杂性,从成本低、易开发、易调试和高集成性的角度出发,提出了一种基于微处理机控制单元(MCU)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)的智能移动机器人控制系统设计。给出了自动避障、电机驱动控制、红外遥控等关键功能的设计实现方法,着重对基于CPLD的超声波检测模块、红外编码模块、壁障模糊控制器的设计等进行了详细的论述。同时,还给出了系统主程序和超声测距子程序软件设计流程。实践结果表明,该移动机器人控制系统可使硬件结构大大简化,并具有功能丰富、集成度高、性价比高等特点。

3.【题目】基于多种传感器的自动导航小车避障的研究

【作者】李雯雯;

【文献来源】西安科技大学

【发表时间】2008-04-15

【来源库】 硕士

【摘要】本文使用了超声波传感器和红外开关对自动导航小车周围的环境进行探测,并且利用工控机对超声波传感器所探得的障碍物信息进行处理,最终通过一种改进的模糊神经控制算法来完成障碍物的识别,从而实现了自动导航小车的自主避障。针对自动导航小车行驶中的安全问题,设计了一种近距离障碍物实时检测系统,较好地实现了对自动导航小车周围障碍物的实时测距,并通过人机交互,将信息实时反馈给用户进行适当处理。论文具体内容如下所示: 系统硬件包括超声波测距传感器、工控机和其它连接器件。超声波测距传感器用来探测障碍物,利用红外开关对超声波传感器的测距盲区进行补偿,工控机是系统的数据采集控制站,控制4组超声波测距传感器和红外开关,进行数据的处理,发出控制信号,驱动执行机构,实现障碍物智能判别,使自动导航小车自动避障。 系统软件包括数据采集模块和数据处理模块。数据采集模块用来实现对超声波信号发射的控制,数据输入/输出通道的开闭。数据处理模块用来计算障碍物的距离,判断障碍物方位并发出控制指令。软件使用编程语言VC++来编写。 经联机调试及部分功能的测试,所设计的超声波传感器系统可实现对周围环境里障碍物的探测;障碍物判别...

4.【题目】基于超声波测距的倒车雷达系统设计

【作者】张琦;

【文献来源】上海交通大学

【发表时间】2008-10-01

【来源库】 博士

【摘要】输油管道检测技术是目前国际无损检测领域的研究热点,国内在此方面的研究起步较晚。开展管道检测相关技术和方法的研究具有重大的理论和现实意义。超声检测因其所具有的特点一直受到相关领域专家和学者的高度重视。研制开发适合我国实际状况的管道超声智能检测系统装置,对我国在役油气管道进行全面检测和安全评价具有重大的社会、经济、环境效益。 在管道超声检测中,存在着若干理论和实际问题:超声检测装置的设计,超声检测中的噪声处理,超声数据压缩,管道壁厚检测以及管道超声检测数据的分析等理论与实际问题,论文依托国家海洋资源开发技术主题下资源

与环境技术领域中的一项国家海洋863项目“海底管道内爬行器及其检测技术”,针对海底管道的检测要求,为研制具有我国自主知识产权的海洋输油管道超声智能检测系统提供关键技术。 首先介绍了超声测厚的原理以及海底管道超声检测装置的组成。根据检测要求,介绍了适用于海底管道超声检测数据采集与存储装置;根据项目工程样机的性能指标,通过理论分析和计算,确定了管道检测用的超声探头的中心频率,晶片直径,检测的提离距离等重要参数,并综合考虑管道检测的环境因素,为合理选取超声探头提供了必要的依据;通过...

5.【题目】基于多种传感器的自动导航小车避障的研究

【作者】黄晶晶

【文献来源】 哈尔滨工业大学

【发表时间】2007-07-01

【来源库】硕士

【摘要】随着移动机器人技术的不断发展,为了更加全面的实现机器人的智能化,环境障碍物的探测作为路径规划的基础,越来越受到重视,成为目前机器人研究的热点之一。 本文在阅读了大量国内外有关文献的基础上,结合超声波传感器结构简单、技术成熟、性价比高、可在光线暗、油污等环境恶劣的条件下工作的优点,以神经网络模式识别为基础,通过制作实验样机,可以实现在稀疏环境中对典型的障碍物进行分离、定位、测距和模式识别。 针对超声波传感器的特性,通过充分的实验研究了超声波在测量过程中,声波开角和侧瓣对障碍物的形状轮廓失真以及定位误差的影响。在实验研究的基础上,解决了特定目标障碍物的分离、定位以及轮廓线的抽取。 介绍了神经网络在模式识别中的应用,系统设计了用于障碍物模式识别的神经网络结构。在实验的基础上采集大量的数据,并经过数据处理,提取特征向量,利用Matlab进行离线的神经网络仿真训练,将获得的权值、阈值写入VB数据处理程序,使上位机具有实时的目标障碍物模式识别功能、 根据本文的实验目的,结合超声波传感器的特性,设计了环境障碍物探测系统样机。设计了以高抗干扰的STC51单片机为控制核心的硬件电路和基...

中文数据库检索总结：在检索过程中，存在检索范围设置的问题，通过对全文，关键字，主题等的限制，逐步精确自己的检索文章。并在检索过程中适当的使用逻辑非，除去一些出现频率较高的但不符合自己检索要求的文章。同时在使用过程中系统不是很稳定，有时候检索中检不出需要重新登录。

1．Vector 2703

T Chugh, M Gupta - Mechanical and Electronics Engineering ( …, 2010 - ieeexplore.ieee.org ... II IDEAS AND METHODS A. VEHICLE Vector2703 has been designed and carefully simulated

to make sure that it traverses the path given in the competition with no hindrance. ... ULTRA SONIC

SENSORS (ULS) Ultrasonic signals are like audible sound waves, except the ...

2.An automated cleaning system for hospitals

from dcu.ieC Griffin - 2009 - doras.dcu.ie

... Page 24. a robot to successfully avoid an object in the forward facing region of the mobile platform.

This method of map generation would not, in theory, create a very accurate ... area affected by the

ultra-sound. As a result the true contours of a surface would not ... -

3.[PDF] Building Presence through Localization for Hybrid Telematic Systems (PeLoTe) from psu.eduWP Workpackage - 2003 - Citeseer

... Ultra-compact memory requirements: only about 2 MB for two subsystems with 1000 failure sources ... This has been a significant hindrance to the acceptance of embedded diagnosis solutions

based ... complex to embed in small computer systems, as typical for the mobile use as ... - -

4.[PDF] Application of Natural-Interfaced (Intelligent Adaptive) Agents to Domestic and Industrial Autonomous Robotics from hindawi.inA Choudhary - hindawi.in

... On the other hand dogs produce sounds within the audible range, and we can hear much ... backtracking and the only hindrance comes from our limited understanding of ... NI2A2 let us move

on to the task to designing the hardware for the mobile robot. Page 29. ... - -

5.Embodied emergence: distributed computing manipulatives from mit.eduP Maes, D Bouchard… - 2007 - dspace.mit.edu

... defines as an agglomerate of numerous parasitically powered, finely dispersed and

ultra-miniaturized ... connectors can still become more of a hindrance when trying to perform some

quick ... an instrument of sort, a synthesizer capable of producing organized sound loops and ...

英文数据库检索总结：

在检索过程中，直接在搜索框中输入自己分析的关键字等。用关系符连接，英文中同义词较多，注意检索过程中同义词的检索等。

整个课题检索总结：

在整个课题检索中，首先是课题的选定要选取目前比较重视的学科，判断其类型是属于那种类型，然后确定相应的数据库和搜索引擎的使用，通过对自己定的检索词的不断地具体化，同时对检索出来的内容适当的分析内容，适当的排除一些不符合的条件。