家庭清潔機(jī)器人性能分析與運(yùn)動(dòng)規(guī)劃研究

【摘要】：自主移動(dòng)家庭清潔機(jī)器人是家庭服務(wù)機(jī)器人中的典型代表,它的問世與普及將為家庭服務(wù)機(jī)器人的推廣奠定良好的基礎(chǔ)。家庭中的自主移動(dòng)機(jī)器人將在未來的老齡化社會(huì)中起到巨大作用,開發(fā)并研究這樣一類機(jī)器人其意義深遠(yuǎn)。本論文在現(xiàn)有家庭清潔機(jī)器人的基礎(chǔ)上,從機(jī)器人的系統(tǒng)和機(jī)器人路徑規(guī)劃兩個(gè)方面做了進(jìn)一步深入研究。 本論文首先對(duì)現(xiàn)有家庭清潔機(jī)器人的研究現(xiàn)狀進(jìn)行對(duì)比與分析,確定了本論文的研究重點(diǎn)及研究方向。在對(duì)國內(nèi)現(xiàn)有家庭清潔機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上,對(duì)清潔機(jī)器人的清掃功能做了一定改進(jìn)。現(xiàn)有的大部分機(jī)器人只能實(shí)現(xiàn)吸塵的功能,改進(jìn)后的機(jī)器人增加了拖地的功能。 其次,對(duì)現(xiàn)有的清潔機(jī)器人路徑規(guī)劃算法做了改進(jìn),論文以國內(nèi)市場上的一款智能吸塵器作為研究對(duì)象,對(duì)這款智能吸塵器的路徑規(guī)劃方法做出了詳細(xì)分析,并結(jié)合傳統(tǒng)的路徑規(guī)劃方法,提出了本論文對(duì)全覆蓋路徑規(guī)劃問題的解決方法——改進(jìn)的模板法。 使用了通用的機(jī)器人仿真軟件RobotBASIC驗(yàn)證改進(jìn)的模板算法的可行性,在仿真過程中對(duì)已有的算法作了詳細(xì)對(duì)比與分析,并重點(diǎn)對(duì)改進(jìn)的模板算法進(jìn)行了仿真分析,仿真結(jié)果證實(shí)了該算法在靜態(tài)環(huán)境和動(dòng)態(tài)環(huán)境中的有效性。 最后,在研究對(duì)象的機(jī)械本體上安裝了相應(yīng)的傳感器,搭建了清潔機(jī)器人硬件平臺(tái),并將該算法移植到單片機(jī)上,對(duì)機(jī)器人路徑規(guī)劃算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,并對(duì)覆蓋過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析與改進(jìn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法具有可行性,并兼具簡單,易實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)。 【關(guān)鍵詞】：清潔機(jī)器人 改進(jìn)模板法 全覆蓋路徑規(guī)劃
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TP242
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用9-11
• 1.2 課題來源及研究目的11-12
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-18
• 1.3.1 國外清潔機(jī)器人研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3.2 國內(nèi)清潔機(jī)器人研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.3 清潔機(jī)器人研究中存在的問題16-18
• 1.4 本文內(nèi)容的組織與結(jié)構(gòu)18-19
• 第2章 家庭清潔機(jī)器人性能分析19-25
• 2.1 清潔機(jī)器人的機(jī)械性能分析19-24
• 2.1.1 機(jī)器人的安全性19
• 2.1.2 機(jī)器人的實(shí)用性19
• 2.1.3 MD-RD2201機(jī)器人結(jié)構(gòu)分析19-21
• 2.1.4 拖地機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)21-24
• 2.2 本章小結(jié)24-25
• 第3章 MD-RD2201機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃25-35
• 3.1 MD-RD2201機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃問題的提出25
• 3.2 MD-RD2201機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃問題的分析25-34
• 3.2.1 機(jī)器人導(dǎo)航與定位分析25-27
• 3.2.2 傳統(tǒng)路徑規(guī)劃方法分析27-32
• 3.2.3 全局遍歷路徑規(guī)劃方法分析32-34
• 3.3 本章小結(jié)34-35
• 第4章 運(yùn)動(dòng)規(guī)劃仿真研究35-54
• 4.1 仿真軟件RobotBASIC35-40
• 4.1.1 RobotBASIC的界面35-37
• 4.1.2 RobotBASIC語言介紹37-40
• 4.2 仿真研究40-53
• 4.2.1 算法單獨(dú)使用情況仿真分析40-45
• 4.2.2 改進(jìn)的模板算法仿真實(shí)驗(yàn)45-53
• 4.3 本章小結(jié)53-54
• 第5章 硬件實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析54-64
• 5.1 硬件系統(tǒng)及算法的實(shí)現(xiàn)54-56
• 5.1.1 硬件系統(tǒng)組成54-56
• 5.2 實(shí)驗(yàn)研究及結(jié)果分析56-63
• 5.2.1 直線移動(dòng)測試56-57
• 5.2.2 轉(zhuǎn)彎測試57-58
• 5.2.3 超聲波測距測試58
• 5.2.4 跟蹤墻壁測試58-59
• 5.2.5 往復(fù)遍歷測試59
• 5.2.6 往復(fù)遍歷與避障的測試59-63
• 5.3 本章小結(jié)63-64
• 第6章 結(jié)論與展望64-65
• 6.1 結(jié)論64
• 6.2 展望64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 附錄一 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文69

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清潔機(jī)器人研究發(fā)展現(xiàn)狀    譚定忠,王啟明,李金山,李林

清潔機(jī)器人Roomba和Create    robot360;

PLC無線通訊在幕墻清潔機(jī)器人系統(tǒng)中的應(yīng)用    石龍,張厚祥,劉榮,王巍,宗光華

室內(nèi)清潔機(jī)器人避障路徑規(guī)劃研究    石為人;周學(xué)益;

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家庭清潔機(jī)器人自主充電研究    石為人;周偉;王楷;蘇士娟;

基于改進(jìn)蟻群優(yōu)化算法的機(jī)器人路徑規(guī)劃    陸凱峰;彭力;

以“Future Star”為平臺(tái)的機(jī)器人課程的研究與創(chuàng)新    薛子云;

移動(dòng)機(jī)器人路徑跟蹤的臨時(shí)路徑方法    王學(xué)先;霍偉;

復(fù)雜障礙環(huán)境下輪式移動(dòng)操作機(jī)路徑規(guī)劃算法    馬玉林;閆慶輝;付宜利;

Fira仿真足球機(jī)器人運(yùn)動(dòng)路徑規(guī)劃方法研究    朱磊;費(fèi)敏銳;李佳駿;

自適應(yīng)遺傳算法在柔性檢測路徑規(guī)劃中的應(yīng)用    楊澤青;劉麗冰;譚志洪;劉偉玲;

基于蟻群算法的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃技術(shù)的研究    劉杰;閆清東;

液壓集成塊的虛擬設(shè)計(jì)    周惠友;郭海英;鐘廷修;

清潔機(jī)器人還會(huì)看家    本報(bào)實(shí)習(xí)記者 馬怡琨

中學(xué)生創(chuàng)新大賽涌動(dòng)創(chuàng)新激情    本報(bào)記者 管晶晶趙鳳華

趙琦：要為北京的建筑“洗肺”    本報(bào)記者 周寶來

機(jī)器人技術(shù)如何與地方產(chǎn)業(yè)有機(jī)結(jié)合    本報(bào)記者 何騰江　實(shí)習(xí)生 陳施雅

中國首次舉辦大規(guī)模機(jī)器人技術(shù)研討會(huì)    記者 楊文利

青少年機(jī)器人競賽活動(dòng)研究培訓(xùn)中心在津落戶    見習(xí)記者 王音　記者 張雯婧

給機(jī)器人做規(guī)矩,要趕緊了？    本報(bào)首席記者 姜澎

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機(jī)器人技術(shù)日新月異    本報(bào)駐美國記者 管克江

機(jī)器人技術(shù)成合作要點(diǎn)    特派記者 尤志卉

家庭智能空間中服務(wù)機(jī)器人全息建圖及相關(guān)問題研究    吳培良

遙自主移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與控制技術(shù)研究    仲訓(xùn)昱

智能空間中基于多模式信息獲取的物品定位與物品管理    薛英花

水下機(jī)器人路徑規(guī)劃問題的關(guān)鍵技術(shù)研究    曹江麗

探測車自適應(yīng)障礙識(shí)別與路徑規(guī)劃研究    辛江慧

微型足球機(jī)器人位姿辨識(shí)與群智能路徑規(guī)劃技術(shù)研究    吳憲祥

一種傷員換乘轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)器人的設(shè)計(jì)研究    侍才洪

室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人移動(dòng)定位技術(shù)研究    趙立軍

水平井牽引機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究    白相林

機(jī)器人同時(shí)定位與建圖方法研究    劉利枚

家庭清潔機(jī)器人性能分析與運(yùn)動(dòng)規(guī)劃研究    裴曉銳

清潔機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及幾何地圖匹配定位的實(shí)現(xiàn)    張英杰

基于單目視覺的清潔機(jī)器人實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃研究    朱素果

清潔機(jī)器人的路徑規(guī)劃及自充電系統(tǒng)    萬鸞飛

基于機(jī)器視覺的中央空調(diào)風(fēng)管清潔機(jī)器人測控系統(tǒng)研究    陳會(huì)鴿

清潔機(jī)器人全區(qū)域覆蓋路徑算法與避障控制研究    周學(xué)益

嵌入式清潔機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    方海婷

某型機(jī)器人的路徑規(guī)劃方法研究    杜峰

機(jī)器人水球比賽中的路徑規(guī)劃    陶金

室內(nèi)清潔機(jī)器人自主返回充電路徑規(guī)劃算法研究    林丹