单片机控制技术在智能机器人设计中的应用.docx

单片机控制技术在智能机器人设计中的应用

目录

一、内容简述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2研究内容与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.3论文结构安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

二、单片机控制技术概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.1单片机的定义与特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.2单片机的发展历程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

2.3单片机在智能机器人中的作用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

三、智能机器人控制系统架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

3.1智能机器人控制系统的基本组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

3.2单片机作为核心控制器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

3.3传感器与执行器在系统中的作用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

四、单片机控制技术在智能机器人中的应用实例．．．．．．．．．．．．．．．．23

4.1导航与定位系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

4.1.1GPS导航技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

4.1.2惯性导航系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

4.1.3基于激光雷达的导航系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

4.2机器人与环境交互．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

4.2.1视觉识别技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

4.2.2声音识别与处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

4.2.3触觉传感器应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

4.3机器人的运动控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

4.3.1转矩与速度控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

4.3.2路径规划与跟踪．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

4.3.3防碰撞算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

4.4机器人的能源管理与节能策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54

4.4.1电池的选择与维护．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

4.4.2能量回收技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57

4.4.3节能算法的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58

五、单片机控制技术的优化与创新．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61

5.1系统抗干扰能力提升．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64

5.1.1电磁屏蔽技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64

5.1.2硬件滤波与软件滤波．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65

5.1.3系统冗余设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．67

5.2性能优化策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．69

5.2.1代码优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71

5.2.2数据结构优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73

5.2.3并行处理技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．