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基于超声波传感器的移动机器人避障系统研究

2844    2016-01-19

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作者:任亚楠1, 贾瑞清1, 何金田2, 刘晓萍1, 李帅1

作者单位:1. 中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院, 北京 100083;
2. 郑州大学物理工程学院, 河南 郑州 450001


关键词:移动机器人; 超声波测距; 自主避障; 模糊控制; Matlab仿真


摘要:

针对移动机器人移动过程中会遇到各种障碍物并需要合理地避开,以移动机器人为平台,利用超声测距原理,以51单片机为核心设计硬件电路,设计了一种基于超声传感器的移动机器人避障控制系统。利用单片机对超声波传感器采集到的环境信息进行存储处理,特别是在避障系统控制算法设计基础上引入模糊控制理论,设计模糊控制器,并且利用Matlab软件对模糊控制器进行了仿真验证。


Research on obstacle avoidance system of mobile robot based on ultrasonic sensor

REN Ya-nan1, JIA Rui-qing1, HE Jin-tian2, LIU Xiao-ping1, LI Shuai1

1. School of Mechanical Electronic & Information Engineering, China University of Mining and Technology(Beijing), Beijing 100083, China;
2. School of Physics Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China

Abstract: As mobile robot will encounter all sorts of obstacles in movement, reasonable avoidance need to be considered. Based on mobile robot platform and ultrasonic-metering-distance principle, an obstacle avoidance system based on ultrasonic sensors was designed using 51 single-chip microcomputer as hardware circuit design. In which, the single-chip processes and stores the environment information collected by the ultrasonic sensor. Fuzzy logic control theory was introduced to design the obstacle avoidance algorithm, and Matlab was used for the simulation of fuzzy controller. Simulation results confirm the correctness of the obstacle avoidance approach.

Keywords: mobile robot; ultrasonic ranging; autonomous obstacle-avoiding; fuzzy control; matlab simulation

2012, 38(3): 76-79  收稿日期: 2011-11-30;收到修改稿日期: 2012-2-7

基金项目: 中国矿业大学(北京)研究生专项(2011YJ02)

作者简介: 任亚楠(1987-),女,河南济源市人,硕士研究生,专业方向为机电一体化。

参考文献

[1] 吴康,沈捷,费树岷. 一种基于模糊识别的移动机器人避障算法[J]. 东南大学学报,2008,38(11):199-202.
[2] 袁孜.基于路径规划的迷宫移动机器人[J]. 中国测试技术,2008,34(6):123-125.
[3] 刘玉芹,刘敬文. 超声波测距仪在移动机器人避障中的应用[J]. 仪器仪表学报,2006,27(6):1559-1560.
[4] 王战雷,王喜太,苏宏伦,等. 模糊控制技术在智能轮椅避障中的应用[J]. 控制系统,2007,9(1):35-37.
[5] 陈晓娟,周新志. 一种超声波测距仪的设计与实现[J]. 中国测试技术,2008,34(6):120-122.
[6] Choi S H, Jin T S, Lee J M. Obstacle avoidance algorithm for visual navigation using ultrasonic sensors and a CCD camera[J]. Artif Life Robotics,2003(7):132-135.