室內(nèi)智能吸塵機(jī)器人全區(qū)域覆蓋算法和自主充電算法的研究.pdf

1、在近年國內(nèi)外室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人越來越受重視的背景下，綜合此熱點(diǎn)研究方向的優(yōu)缺點(diǎn)，本文著重研究全覆蓋算法的實(shí)效性及自主回歸充電路徑規(guī)劃算法的分析，并設(shè)計了以ARM7為主要控制芯片的機(jī)器人控制系統(tǒng)的硬件、軟件平臺。 首先，建立輪式機(jī)器人的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)分析及航位推算，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人位姿的控制。 其次，結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計了在分解環(huán)境區(qū)域的基礎(chǔ)上進(jìn)行莫爾斯深度優(yōu)先搜索的算法，優(yōu)化了全覆蓋算法的遍歷性。此外，還對于自主充電

2、的路徑規(guī)劃進(jìn)行了詳細(xì)的研究，通過采用啟發(fā)式算法，優(yōu)化遠(yuǎn)距離的自主尋徑，在接近充電基座的附近采用紅外光電管匹配信號對接充電基座的方法，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主充電。并利用Robot Simulator對所采用的算法編程進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，仿真結(jié)果實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。 最后對所設(shè)計的控制算法設(shè)計了硬件控制模塊，分別對超聲波接受和發(fā)送控制，測速控制，自主充電時的電源電壓檢測模塊進(jìn)行了設(shè)計，并結(jié)合以ARM7核心控制芯片為主的控制系統(tǒng)完成了各個模塊的控制軟