基于多传感器的自动洗地清洁机器人的研究

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:persistence2005
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自动洗地清洁机器人是一种应用于大中型公共清洁场所的自动化洗地清洁设备。运用现代传感器技术,将多传感器技术进行融合并应用到自动洗地清洁机器人中以实现清洁的自动化,使其能够自主的在复杂工作环境空间里进行清洁避障行走。依据避障运动规则并应用迂回遍历算法以实现清洁区域遍历覆盖,高效地完成清洁工作。通过对自动洗地清洁机器人的研究与应用来实现清洁的自动化,这极大的解放人力,改善工作条件及工作环境,使得清洁工作高效有序的进行。本文通过对国内外洗地清洁设备进行研究,设计一台应用于大中型公共清洁场所的自动洗地清洁机器人模型样机,包括机械本体部分与多传感器控制系统部分。通过该自动洗地清洁机器人来完成对地面的高效清洁工作,并且能够有效的躲避障碍物并规划遍历路径,从而实现清洁的自动化。本论文主要研究内容如下:1、对国内外洗地清洁设备进行系统的研究分析,设计出自动洗地清洁机器人的整体机械本体结构,确定整体的结构及各个模块的结构方案,并运用绘图软件进行自动洗地清洁机器人的三维建模。2、多传感器应用及信息融合避障系统设计。对各类传感器进行性能分析,并选择能应用于自动洗地清洁机器人的合适传感器,借助多传感器来实现自动洗地清洁机器人的避障运动。选用超声波传感器、红外传感器、接触传感器等组成多传感器系统,通过控制器对检测数据进行融合分析,控制机器人实时躲避清洁区域内障碍,进而实现避障的自主性。3、自动洗地清洁机器人定位与区域环境遍历规划研究。对清洁区域进行坐标建模分析,并运用改进的航迹推算算法解决自动洗地清洁机器人在清洁区域环境内的定位问题。对于清洁区域遍历覆盖规划问题,改进S型迂回遍历方式并依据障碍情况分析遍历路径,以实现清洁区域的高效復盖从而提高清洁效率。4、多传感器控制系统硬件及软件设计。针对主要的运动控制系统搭建硬件结构,并编写下位机控制算法及上位手机控制端应用程序APP,应用ESP8266完成上位机与下位机之间的通讯,从而实现清洁机器人的远程监控。5、将模型样机置于有障碍的清洁区域环境进行系统的清洁避障试验,以验证清洁机器人在清洁区域清洁的可行性及避障与遍历规划的有效性。
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