公共場所智能清掃機(jī)器人研制.pdf

1、清掃機(jī)器人作為服務(wù)機(jī)器人實(shí)用化發(fā)展的先行者，可幫助人類完成重復(fù)性高且費(fèi)力的清掃工作，得到了廣泛的應(yīng)用。然而由于現(xiàn)有清掃機(jī)器人工作環(huán)境的限制和智能化水平的局限，目前還主要應(yīng)用在家用室內(nèi)環(huán)境下，公共場所環(huán)境下的智能清掃問題還未得到很好的解決。本文在現(xiàn)有手推式清掃車結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對公共場所智能清掃機(jī)器人的智能清掃控制和自主充電導(dǎo)航等系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，并對機(jī)器人的定位和導(dǎo)航等關(guān)鍵問題展開了較全面的理論與實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的自主工作。
　　

2、首先，結(jié)合公共場所的環(huán)境以及垃圾物的特點(diǎn)，完成了智能清掃系統(tǒng)的總體設(shè)計，主要包括機(jī)械系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、傳感檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)軟硬件等設(shè)計，為各功能的實(shí)現(xiàn)提供平臺基礎(chǔ)。
　　其次，針對現(xiàn)有移動機(jī)器人室內(nèi)定位方法的不足，建立了清掃機(jī)器人運(yùn)動學(xué)模型和基于無線網(wǎng)絡(luò)信號特性的信號強(qiáng)度模型，在采用航跡推算和基于指紋庫的概率匹配定位算法的基礎(chǔ)上，提出了一種利用卡爾曼濾波融合編碼器，電子羅盤和WLAN定位信息的移動機(jī)器人組合定位方法，并通過仿真分析

3、驗(yàn)證該組合定位方法的有效性。
　　然后，針對現(xiàn)有紅外導(dǎo)航方法不能完全滿足大面積下清掃機(jī)器人的自主充電需求，采用基于組合定位信息的遠(yuǎn)程導(dǎo)航和紅外引導(dǎo)的近程對接相結(jié)合的方式，對智能充電導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，主要包括充電站和紅外引導(dǎo)等系統(tǒng)。在對接算法上，采用基于人工勢場法的遠(yuǎn)程路徑規(guī)劃和近程紅外對接的方法，并對遠(yuǎn)程路徑規(guī)劃效果進(jìn)行仿真分析，驗(yàn)證該對接算法的合理性。
　　最后，基于手推式清掃車搭建公共場所智能清掃機(jī)器人的硬件實(shí)驗(yàn)平臺，進(jìn)