室內(nèi)智能掃地機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、室內(nèi)掃地機(jī)器人可以自主地、智能地實(shí)現(xiàn)室內(nèi)地面的清潔工作，將人們從單調(diào)的、日益繁重的體力勞動(dòng)中解救出來(lái)，愈來(lái)愈受到歡迎，其關(guān)鍵技術(shù)也成為了現(xiàn)今的研究熱點(diǎn)。自主定位和全遍歷路徑規(guī)劃技術(shù)作為兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)成為了衡量掃地機(jī)器人性能好壞的主要因素，因此，對(duì)其展開(kāi)研究。
　　首先，掃地機(jī)器人選用低成本的光電編碼器和MPU6050傳感器組合定位，對(duì)傳感器進(jìn)行建模，分析定位過(guò)程當(dāng)中的系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差并分別采取不同的方法校正。系統(tǒng)誤差采用分析法校正

2、；隨機(jī)誤差以擴(kuò)展卡爾曼濾波算法來(lái)數(shù)據(jù)融合校正。通過(guò)仿真驗(yàn)證了定位算法的可行性，為環(huán)境建模和全遍歷路徑規(guī)劃的研究提供了保障。
　　其次，介紹了幾種環(huán)境建模的表示方法，分析對(duì)比后采用沿邊學(xué)習(xí)法創(chuàng)建環(huán)境柵格地圖。在生物激勵(lì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上提出了一種基于改進(jìn)神經(jīng)元激勵(lì)的全遍歷路徑規(guī)劃方法，有效的解決了盲區(qū)清掃和死角逃離等問(wèn)題。闡述原理并詳細(xì)分析了全遍歷路徑規(guī)劃的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，利用仿真驗(yàn)證了此方法可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境可達(dá)區(qū)域的高覆蓋率和低重復(fù)率。此外對(duì)實(shí)

3、際遍歷清掃過(guò)程中常出現(xiàn)的被困、防跌落失誤和清掃不徹底等問(wèn)題進(jìn)行分析并提出解決方案。
　　然后，依據(jù)掃地機(jī)器人自主定位和全遍歷路徑規(guī)劃提出了相應(yīng)的指標(biāo)要求，并進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)，包括傳感器分布設(shè)計(jì)、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)軟硬件總體設(shè)計(jì)等。硬件系統(tǒng)由傳感器、主控系統(tǒng)、電源、通信模塊、液晶和電機(jī)等部分構(gòu)成；軟件系統(tǒng)由信息采集處理、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、定位和全遍歷路徑規(guī)劃等部分構(gòu)成。
　　最后，搭建了室內(nèi)掃地機(jī)器人的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)所需的各傳感器進(jìn)