嵌入式灭火机器人智能控制系统的研究与应用

来源 :桂林电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dragon890123
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
消防设备须具备两个功能:第一,快,从火警发出到执行灭火需在最短的时间内完成,以减少过火损失;第二,准,能够准确识别起火点,以提高灭火效率。智能灭火机器人的出现使得人类对于火灾实时检测、快速响应和处置的能力有大幅提升,对降低因灾损失具有重要意义。本文以小型灭火机器人的研究与应用为基础,以基于ARM的嵌入式系统为硬件平台,结合传感器技术、控制技术和数据融合,实现路径寻优规划、自动测距避障和火源定位灭火,借以提升灭火机器人的自动化、智能化水平,使其能在更大的时空范围内得到推广应用。  文章首先介绍了灭火机器人的国内外发展现状,现阶段灭火机器人还存在路径规划不完善、避障能力不足、火源定位困难、价格昂贵、维修保养复杂等缺点和不足,在一定程度上制约了灭火机器人的推广应用。为此,本文将主要从三个方面提出改进方案:  路径规划方面:首先,利用栅格地图法创建工作环境;然后,主要从路径搜索策略、优化方法和信息素更新三个方面对蚁群算法进行改进,以获得一条转折次数更少、综合效率更高的点对点路径。仿真结果表明,通过以上改进能有效提升路径质量,可有效降低路径搜寻时间。在障碍物检测方面:采用超声波传感器和红外传感器实现测距长短结合优势互补,以自适应加权法对多传感器采集的数据进行信息融合处理,以获得准确的障碍物距离信息,为机器人移动避障提供有效支撑。火源定位方面:采用单片机数字I/O口轮询火焰传感器,根据电平变化定位火源方位;使用最小二乘法将火焰距离与单片机采集到的模拟电压转换值之间的关系曲线拟合,得到稳定的数学模型,实现火焰距离准确测定。最终为灭火机器人高效灭火提供保障。  最后,制作了一款以RP5小车为载体,结合大量传感器,运用arm-linux嵌入式操作系统的智能灭火机器人。该装置具有小巧灵活的特点,在模拟的灭火场景下,具有较强的运动避障和火源定位灭火能力。
其他文献
随着计算机技术的迅速发展以及其在工业自动化生产过程中的广泛应用,基于微型计算机技术的新一代智能型阀门定位器开始取代普通阀门定位器,并成为目前工业生产中最常用的一种阀
喷油嘴偶件是柴油机喷射系统和燃烧系统的关键接口,旨在将一定压力的燃油经喷孔雾化后,均匀地喷射在柴油机燃烧室内,其性能直接对柴油机的功率、油耗、排放等指标产生重要影响。
今天,许多行业对零件加工提出了越来越严格的减轻重量、节约材料、节能环保等制造需求。内高压成形技术正是适应这种需求而提出来的一种制造空心轻体构件的新工艺。其成形件
为了解决我国现有宝石加工行业生产效率低、产品质量不稳定和自动化程度低的问题,本文使用虚拟设计技术设计并研究了一款全自动宝石磨抛机床和其相应的上下料机器人,全文主要开
液压缸在工程运行过程中必然会产生摩擦现象,摩擦会引起液压缸运行的跟踪误差和摩擦力的大小同样反映出液压缸的相关性能,可以根据液压缸中所检测的摩擦信号来对液压缸性能进行判断,同时可以检测相对应的能够直接测量的物理量判断缸是否需要下线。本论文首先根据校内实验应用的液压缸建立数学模型,并对LuGre摩擦模型进行分析探讨并对其中的不足进行了改进,之后应用到建立的液压缸模型之中,在AMESim软件中对液压缸中
学位