【摘 要】
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伴随《中国制造2025》强国战略的方针,机器人技术在制造业、服务业、医疗业等生产生活中取得了快速的发展与应用。进入21世纪,中国社会发展在不断高速前进的同时老龄人口的数量也在急剧增加,且因为各种疾病和突发事故造成的伤残人员数量也居高不低。面对养老和病痛护理的双重压力,室内服务机器人应运而生。发展服务机器人既是改善人口老龄化、解决人工护理成本高等社会问题的方法,也是提高人们生活水平的途径。而服务机器
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伴随《中国制造2025》强国战略的方针,机器人技术在制造业、服务业、医疗业等生产生活中取得了快速的发展与应用。进入21世纪,中国社会发展在不断高速前进的同时老龄人口的数量也在急剧增加,且因为各种疾病和突发事故造成的伤残人员数量也居高不低。面对养老和病痛护理的双重压力,室内服务机器人应运而生。发展服务机器人既是改善人口老龄化、解决人工护理成本高等社会问题的方法,也是提高人们生活水平的途径。而服务机器人的路径规划和轨迹跟踪等技术的实现是服务机器人工作运动的前提,故对轮式服务机器人移动控制进行了分析和研究,主要进行的工作包括:（1）通过对Mecanum轮移动原理的分析,设计了Mecanum轮“O”型分布的移动平台,通过对四个Mecanum轮的单独分析建立了轮式服务机器人的运动学模型;从能量的角度出发,运用拉格朗日第二类方程建立了动力学模型,为后续的控制奠定了理论基础。（2）根据蚁群和遗传算法的优势设计了一种改进的路径规划算法;针对找到的最优路径,研究了基于空间误差模型的LQR和MPC轨迹跟随控制器,通过仿真验证了路径规划算法和轨迹跟踪控制器的有效行和准确性。（3）在Labview的程序开发环境中,结合激光雷达等传感器,设计了一个简单高效的服务机器人地图控制系统,开发了雷达控制、地图构建、路径规划和轨迹跟踪等功能;搭建了服务机器人移动平台实验样机,通过实验表明:该控制系统可以构建机器人的工作环境地图,在地图中能找到一条避开障碍物的较优路径,并能跟踪路径较准确的行驶到目标点。
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