1、本課題以國家高技術研究發(fā)展計劃(863計劃)重點課題《助老/助殘機器人關鍵技術研究》為背景，研究實用型陪護機器人控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，從成本和實用性的角度出發(fā)，結合實驗室原有機器人在使用過程中存在的問題，重新設計機器人控制系統(tǒng)，完成了實用型機器人體系結構的設計與實現(xiàn)，完成了各模塊的軟硬件開發(fā)和系統(tǒng)的集成，完成了系統(tǒng)各單元及整體的調試與測試。
　　設計了一種基于CAN總線通信系統(tǒng)的混合型控制結構即將分層遞階型結構和包容型結構相結合的

2、方式實現(xiàn)機器人系統(tǒng)控制。采用分層設計和模塊化設計的思想，將機器人控制系統(tǒng)分為任務協(xié)調層、行為規(guī)劃層、行為控制層和運動控制層四層；采用三級分布式結構，完成了機器人硬件結構設計；采用高性能DSP控制器TMS320F28335，開發(fā)實現(xiàn)了部分單元控制級模塊，增加了控制系統(tǒng)的實時性、開放性和可擴展性。
　　針對原機器人控制系統(tǒng)里程計模塊輸出跳變和更新周期長的問題，設計了新的里程計定位單元，采用雙緩沖濾波作為輸入輸出的容錯機制，增加了信號出

3、錯處理功能，采用定時器中斷方式實現(xiàn)里程計定時更新，縮短了數(shù)據(jù)更新周期。
　　設計了機器人底輪與頭部位置伺服系統(tǒng)，采用DSP+伺服驅動器的方式實現(xiàn)機器人運動控制，引入積分分離PID算法設計了機器人位置控制器，實現(xiàn)了機器人軌跡插補、位置控制功能。
　　設計了基于DSP的機器人避障子系統(tǒng)，選用接近圖算法作為避障算法，并針對機器人平臺和應用要求進行了改進和實現(xiàn)，使機器人可以在未知動態(tài)環(huán)境中自主避障。針對可能存在未知、動態(tài)障礙物的非結

4、構化環(huán)境，提出了一種基于路徑關鍵點的機器人路徑動態(tài)規(guī)劃算法，將機器人路徑動態(tài)規(guī)劃分為全局路徑規(guī)劃和局部避障兩層，實現(xiàn)機器人動態(tài)路徑規(guī)劃功能。
　　最后，對新設計機器人控制系統(tǒng)和原控制系統(tǒng)進行了對比實驗，實驗結果表明，里程計模塊抗干擾能力提高，輸出準確性、穩(wěn)定性明顯提高，更新周期縮短為50ms，只有原里程計更新周期的四分之一；機器人運動準確性得到提高；機器人在復雜環(huán)境下的反應能力及自主避障能力提高；機器人在復雜家庭環(huán)境下的路徑規(guī)劃能