题目：家用智能信息机器人运动平台设计与研究

随着平板电脑与移动机器人技术的结合，越来越多的家用信息服务机器人开始进入家庭。由家用信息服务机器人代替人完成家电控制、健康监护，家庭娱乐等家务劳动，已经成为智能机器人研究的一个热点话题。家用智能信息服务机器人运动平台是上述功能的依托。因此，设计一个能提供二次开发的家用智能信息服务机器人运动平台，很有必要。家用机器人要想给用户提供服务，必须能让机器人找到用户所在的方位，目标人定位是家用机器人研究的首要问题。同时，机器人要想长期持续工作，就必须得在电量不足时找到充电座对接充电。本文成功设计了一台家用信息机器人运动平台。主要研究内容分为以下几个方面：第一，提出运动平台的机械设计要求与设计方案，分析不同的驱动方式，确定运动平台为四轮结构，两轮主动，差速转向，两轮从动。利用Solidworks软件绘制机器人样机的三维模型。并对差速转向式移动机器人进行了运动学分析。第二，对运动平台硬件系统进行了设计。提出了控制系统总体方案，介绍了系统的硬件连接关系。完成了运动平台运动控制卡、步进电机驱动器的设计和传感器系统的搭建。第三，利用声源定位的原理实现了对目标人的定位。在机器人Linux系统上，设计了四路ADC驱动程序，并对AD采样间隔时间做了精确控制。对基本互相关法和广义互相关法两种时延估计算法进行了对比研究。通过实验验证，在家庭环境中，计算量小的基本互相关法定位误差更小。选用基本互相关法作为运动平台目标人定位的时延估计算法。在声源确定了目标人方位后，用超声波来检测机器人与用户的距离。当机器人到达用户周围时，停止运动。综合实验表明，设计方案满足要求。第四，对移动机器人的自动充电方法进行了研究。对充电座本体和硬件控制系统进行了设计。提出了基于声源定位和光源引导的自动充电策略，实现了移动机器人的自动充电。通过实验证明，效果良好。最后，总结现阶段取得的成果，并对本项目的下一阶段工作做出展望。