移動機器人激光跟蹤定位技術研究.pdf

1、移動機器人作為高度智能化設備，廣泛應用于工業(yè)生產，準確快速的定位是實現(xiàn)移動機器人按規(guī)劃路徑，完成智能任務的關鍵。激光跟蹤定位技術具有精度高、速度快的特點，通過獲得球坐標系中機器人位置與原點的直線距離以及與兩個坐標軸的偏角，可確定機器人的三維空間位置。本文基于球坐標系下定位原理，設計了移動機器人激光跟蹤定位方案，實現(xiàn)了構成系統(tǒng)的激光位置信號處理和跟蹤定位系統(tǒng)這兩個主要部分的功能，論文的主要內容如下：
　　首先，概括了國內外激光跟蹤定

2、位技術在移動機器人定位方面的應用情況。根據(jù)機器人空間工作環(huán)境中的定位要求，設計了激光跟蹤定位系統(tǒng)，激光測距儀獲取所需距離值并通過激光位置信號確定跟蹤定位電機轉角作為所需的兩個角度值。
　　第二，對激光位置信號處理方法進行研究，選用PSD(位置敏感器件)作為光電信號傳感器，分析了影響PSD性能的主要因素，推導了背景光引起的誤差公式，通過加設濾光片和軟件計算的方法減少背景光影響。完成了電流/電壓轉換、信號放大電路、A/D轉換電路、微控

3、制器外圍電路設計，對PSD輸出的微弱電流信號進行處理。
　　第三，為實現(xiàn)激光發(fā)射器兩個方向的轉動，設計了跟蹤定位系統(tǒng)，選用步進電機作為轉向電機，采用細分驅動方式避免步距角的限制。完成了跟蹤定位系統(tǒng)控制電路的設計，主要包括D/A轉換電路、步進電機驅動模塊、微控制器接口電路。
　　第四，開發(fā)了系統(tǒng)各部分的軟件，編程實現(xiàn)了A/D轉換的數(shù)字濾波、計算光斑重心位置、狀態(tài)機編程法實現(xiàn)步進電機細分驅動控制和串口通信，詳細介紹了各軟件模塊功