基于图标流程图式机器人离线编程系统开发

摘要

本论文围绕智能移动机器人离线编程语言的设计展开研究，主要提出了图标流程图式移动机器人离线编程语言的设计和实现方法，同时，本文讨论了智能机器人的三维仿真方法、多超声波传感器的仿真实现、机器人避障和路径导航算法。 首先，分析了课题组已经开发的“基于OpenGL的工业机器人离线编程与三维动态仿真软件”(江苏省十五攻关项目“网络化焊接机器人研制与汽车生产线应用工程”的子任务)，提取了该系统中CIpenGL场景渲染和创建模型部分可重用的代码。同时，实现了移动机器人的三维动态仿真。 其次，根据实际移动机器人的应用需求，设计并实现了图标流程图式的移动机器人离线编程语言系统。根据P2-DX移动机器人常用指令开发了相应的图标，应用创建图标流程图的方法解决了机器人离线编程问题。利用本系统提供的图标能够方便地进行编程来完成一些简单的任务。 再次，为了实现移动机器人的仿真运动和实时碰撞检测，研究了当前超声波传感器的仿真和移动机器人避障方法，实现了超声波传感器的仿真及基于中线的超声波测距算法和基于模糊控制规则的机器人实时避碰算法，通过仿真验证了这些方法的可行性。 最后，分析了当前的移动机器人路径规划方法，实现了两点法的路径规划算法，并做了仿真实验，在文中给出了仿真效果图。 在论文的最后对本系统进行了总结和展望。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1机器人编程技术概述

1.2机器人离线编程系统的发展和现状

1.3移动机器人避障

1.4移动机器人路径规划

1.5课题的背景及意义

1.6本论文的主要工作

1.7本论文内容安排

第二章基于图标流程图式离线编程语言系统总体设计

2.1系统总体设计

2.2机器人三维可视化离线编程和仿真系统

2.3仿真模型的建立

2.3.1 OpenGL简介

2.3.2 OpenGL在三维图形仿真中的应用

2.3.3机器人模型构造方式

2.3.4模型设计类图

第三章图标流程图式机器人离线编程语言系统的详细设计与实现

3.1图标工具箱的设计

3.1.1按钮图标的创建

3.1.2连线的实现

3.2流程图编辑器的设计

3.3后台管理模块的设计

3.3.1转换器

3.3.2解释器

第四章多超声波传感器的仿真及应用

4.1超声波传感器的工作原理

4.2超声波传感器的仿真原理

4.3超声波传感器的仿真实现

4.4超声波传感器的应用

4.5超声波传感器的仿真实验

第五章移动机器人避障

5.1引言

5.2多传感器信息融合

5.2.1模糊避障算法

5.2.2方向隶属函数

5.2.3距离隶属函数

5.2.4障碍物距离和方向的模糊控制关系及控制输出

第六章移动机器人路径规划

6.1两点法

6.2路径规划实现

6.3仿真结果及分析

第七章课题总结及展望

参考文献

作者在攻读硕士期间发表的论文

致谢