一種適用于大面積公共區(qū)域的智能清潔車(chē)的設(shè)計(jì).pdf

1、駕駛式清潔車(chē)在車(chē)站、超市、公共服務(wù)大廳等區(qū)域被廣泛使用，但是市場(chǎng)上還沒(méi)有用于大面積的可自主清潔的智能清潔車(chē)。本文以家用智能清潔機(jī)器人為基礎(chǔ)，針對(duì)適用于較大面積環(huán)境的智能清潔車(chē)做了研究，對(duì)于清潔車(chē)的避障、導(dǎo)航和地圖構(gòu)建等關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究，設(shè)計(jì)了一款智能清潔車(chē)，搭建了硬件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了清潔車(chē)的自主工作。
　　首先，分析了清潔車(chē)需要實(shí)現(xiàn)的功能，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行整體方案的設(shè)計(jì)，主要包括驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)、清潔機(jī)構(gòu)、傳感器感知系統(tǒng)、控制系

2、統(tǒng)等，進(jìn)行各類(lèi)硬件的選擇，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)主要硬件的控制。
　　其次，為了解決清潔車(chē)避障問(wèn)題，選擇使用模糊控制理論進(jìn)行清潔車(chē)避障控制，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)了模糊控制規(guī)則，實(shí)現(xiàn)清潔車(chē)的避障功能。對(duì)清潔車(chē)進(jìn)行平面環(huán)境的建模分析，以剛體在平面的運(yùn)動(dòng)模擬清潔車(chē)在平面的運(yùn)動(dòng)，從而建立運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，為定位導(dǎo)航做準(zhǔn)備。
　　然后，研究了清潔車(chē)的定位導(dǎo)航和地圖構(gòu)建。提出了一種用矩陣坐標(biāo)變換實(shí)現(xiàn)航位推算的方法，該方法通過(guò)圖形的變換和坐標(biāo)變換，推算出清潔車(chē)

3、在平面各個(gè)時(shí)刻的位姿。使用柵格法構(gòu)建環(huán)境地圖，為了實(shí)現(xiàn)在未知環(huán)境中的遍歷，使用縱橫交錯(cuò)的田埂法在環(huán)境中行走;為解決地圖可能出現(xiàn)的誤差，提出了一種引入概率和衰減系數(shù)的多張地圖疊加的方法，根據(jù)地圖面積不同，分成同面積疊加和不同面積擴(kuò)展兩種情況，在MATLAB中實(shí)現(xiàn)了地圖疊加。用清潔車(chē)在環(huán)境中獲取的行走信息，驗(yàn)證了航位推算法和地圖構(gòu)建算法的有效性。
　　最后，根據(jù)設(shè)計(jì)方案搭建硬件平臺(tái)，進(jìn)行各類(lèi)傳感器模塊實(shí)驗(yàn)，清潔車(chē)避障實(shí)驗(yàn)，航位推算法實(shí)