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1.2 移动机器人发展简介 移动机器人的研究始于 20 世纪 60 年代末期，斯坦福研究院（SRI）的 Charles Rosen 和 Nils Nilssen 等人，在 1969 年中研制出了自主移动机器人 Shakey，用于研究人工智能技术， 及在复杂环境的路径规划、识别和控制技术[2][3]。如图 1.1所示，标志着移动机器人研究的正式开端。这个轮式移动机器人安装有感知探测器和 TV 摄像头。机载处理器利用无线信号同外部计算机通信，图像处理和路径规划则由主计算机完成，机载计算机则用于控制电机驱动[4]。 之后，轮式机器人以其简单的结构和良好的适应能力而受到学术界和工程界的广泛重视，随着研究深入，轮式机器人的运动能力、环境适应性、智能化程度、系统稳定性有了很大的提高，很多国际知名科研院所和大公司都纷纷采用轮式机器人作为载体来设计自己的探测设备，如原苏联研制的轮式无人探测器Lunokhod一 号源]自{751·~论\文}网·www.751com.cn/
世界上第一台登陆外星球的无人探测设备。 到了 20 世纪 70 年代末，随着微型计算机的发展和新型传感器的研制，移动机器人研究得到广泛开展。尤其到了 80 年代中期，由于得到各国战略层面的支持，研发和设计机器人的浪潮开始席卷全球，这些移动机器人主要作为大学和科研机构的实验20 世纪 90 年代以来，以研发高水平的目标感知传感器和相应的数据处理技术，现实状态下的路径规划，更为实用的机器人控制技术为契机，开展了更为深入的移动机器人研究[5][6]。出现了许许多多知名的智能机器人，如德国卡拉维拉和瓦莫斯-P 系统、CMU 的 Navlab 系列的移动机器人系统[7]、日本宇宙开发事业团（NASDA）采用子母结构研究的“微 5”月球车等。进入 21 世纪，机器人技术研究更是呈现出爆炸式发展，随着微电子技术进步和微处理器价格的降低，机器人得到更宽泛的应用，更加智能化和专业化。越来越多的工业生产现场倾向于使用智能机器人，日常家庭生活娱乐中也开始有机器人的参与，如日本开发的移动式自动收集垃圾机器人。
1.3 课题来源及主要研究工作 本课题来源于 2013年ABU ROBOCON国内选拔赛 CCTV 机器人大赛 2000 年亚太广播联盟成员国共同商定每年组织一次由该地区的职业大学学生参加的机器人竞赛。该比赛每年指定一个主办国，各参赛成员国在国内大学决出一个优秀队伍参加国际赛，主办国或地区可以有两支参赛队。比赛的目标是要发展亚太地区青年一代的知识，创新力和创造力[8]。 根据比赛要求及规则，我们在参考往年队伍的设计思路的情况下制定了移动机器人的设计方案，本文主要阐述在全向底盘机器人控制系统设计过程中使用的设备、软硬件的设计与调试。全文一共分为五个部分。第1 章为引言部分，简要介绍移动机器人技术发展，课题来源及主要设计工作；第2 章主要介绍比赛要求及设计出的机器人机械机构；第3 章为移动机器人的控制系统总体设计，以及各模块的选型；第4章主要介绍硬件系统设计，主要对电源转换模块、串口扩展模块制作，硬件电路的连接做了详细的介绍；第 5章为控制软件设计，包括CANopen、RS232 通信协议的实现，各个子模块软件的设计思路；第6 章主要介绍在调试过程中遇到的问题和对应解决的方法。