嵌入式滅火機(jī)器人智能控制系統(tǒng)的研究與應(yīng)用.pdf

1、消防設(shè)備須具備兩個(gè)功能：第一，快，從火警發(fā)出到執(zhí)行滅火需在最短的時(shí)間內(nèi)完成，以減少過(guò)火損失；第二，準(zhǔn)，能夠準(zhǔn)確識(shí)別起火點(diǎn)，以提高滅火效率。智能滅火機(jī)器人的出現(xiàn)使得人類對(duì)于火災(zāi)實(shí)時(shí)檢測(cè)、快速響應(yīng)和處置的能力有大幅提升，對(duì)降低因?yàn)?zāi)損失具有重要意義。本文以小型滅火機(jī)器人的研究與應(yīng)用為基礎(chǔ)，以基于ARM的嵌入式系統(tǒng)為硬件平臺(tái)，結(jié)合傳感器技術(shù)、控制技術(shù)和數(shù)據(jù)融合，實(shí)現(xiàn)路徑尋優(yōu)規(guī)劃、自動(dòng)測(cè)距避障和火源定位滅火，借以提升滅火機(jī)器人的自動(dòng)化、智能化水平

2、，使其能在更大的時(shí)空范圍內(nèi)得到推廣應(yīng)用。
　　文章首先介紹了滅火機(jī)器人的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，現(xiàn)階段滅火機(jī)器人還存在路徑規(guī)劃不完善、避障能力不足、火源定位困難、價(jià)格昂貴、維修保養(yǎng)復(fù)雜等缺點(diǎn)和不足，在一定程度上制約了滅火機(jī)器人的推廣應(yīng)用。為此，本文將主要從三個(gè)方面提出改進(jìn)方案：
　　路徑規(guī)劃方面：首先，利用柵格地圖法創(chuàng)建工作環(huán)境；然后，主要從路徑搜索策略、優(yōu)化方法和信息素更新三個(gè)方面對(duì)蟻群算法進(jìn)行改進(jìn)，以獲得一條轉(zhuǎn)折次數(shù)更少、綜合效

3、率更高的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)路徑。仿真結(jié)果表明，通過(guò)以上改進(jìn)能有效提升路徑質(zhì)量，可有效降低路徑搜尋時(shí)間。在障礙物檢測(cè)方面：采用超聲波傳感器和紅外傳感器實(shí)現(xiàn)測(cè)距長(zhǎng)短結(jié)合優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，以自適應(yīng)加權(quán)法對(duì)多傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息融合處理，以獲得準(zhǔn)確的障礙物距離信息，為機(jī)器人移動(dòng)避障提供有效支撐。火源定位方面：采用單片機(jī)數(shù)字I/O口輪詢火焰?zhèn)鞲衅?，根?jù)電平變化定位火源方位；使用最小二乘法將火焰距離與單片機(jī)采集到的模擬電壓轉(zhuǎn)換值之間的關(guān)系曲線擬合，得到穩(wěn)定的數(shù)學(xué)模