学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

家庭清扫机器人路径覆盖系统的设计与实现

作 者: 周亚楠
导 师: 黄庆成
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 计算机科学与技术
关键词: 家庭清扫机器人 覆盖算法 栅格 子区域划分
分类号: TP242
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
下 载: 150次
引 用: 0次
阅 读: 论文下载
 

内容摘要


随着科技的不断进步,服务机器人逐渐进入人类社会。作为将移动机器人技术和吸尘器技术结合起来的清扫机器人,受到越来越多的关注。清扫机器人能够实现室内环境的自动清洁,替代传统繁重的人工清洁工作,作为智能移动机器人的一个特殊应用,清扫机器人体现了移动机器人的多项关键技术,具有较强的代表性。本文主要研究基于碰撞传感器的清扫机器人全覆盖问题。首先,针对现有的覆盖算法进行了简单的介绍和比较,采用了基于栅格的环境建模方法。其次,一方面为实现针对不同环境的全覆盖清扫,机器人通过碰撞传感器感知环境信息,建立待覆盖区域的环境地图,并且在运动过程中不断对该地图进行更新。另一方面为了保证完全覆盖所有区域的同时,降低重复覆盖率,提高工作效率,本文提出了子区域划分的螺旋式覆盖算法,该算法不需要进行复杂的数学计算,保证了算法的实时性,降低了对内存的需求,同时该算法不进行整个空间的搜索,避免了传统栅格算法常见的随空间增大实时性急剧下降的缺陷。最后,在Windows平台上进行了算法的仿真实验,实验结果证明了该算法的可行性,体现了该覆盖系统性能稳定、可靠、智能性高的特点,达到了预期的设计目标。同时,该仿真采用C语言实现,便于进行嵌入式软件的移植,而且该覆盖方法的清扫效率较高,具有较好的实用性和应用前景。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-14
  1.1 课题背景  8
  1.2 国内外研究现状  8-12
    1.2.1 家庭清扫机器人技术现状  8-10
    1.2.2 国外清扫机器人及研究现状  10-12
    1.2.3 国内清扫机器人及研究现状  12
  1.3 课题研究的目的和意义  12-13
  1.4 课题研究的主要内容  13-14
第2章 清扫机器人覆盖系统的总体设计  14-23
  2.1 基于栅格的全覆盖算法  14-16
    2.1.1 完全覆盖算法的数学描述  15
    2.1.2 栅格算法的描述  15-16
  2.2 基于栅格的螺旋式运动方案  16-17
  2.3 螺旋式运动方案的性能分析  17-21
    2.3.1 随机方式  17-18
    2.3.2 往复方式  18-19
    2.3.3 螺旋方式  19
    2.3.4 几种运动方案的比较  19-21
  2.4 覆盖系统的总体框架  21-22
  2.5 本章小结  22-23
第3章 清扫机器人覆盖系统的实现  23-44
  3.1 环境建模  23-26
  3.2 沿边学习创建地图  26-31
    3.2.1 障碍物类型的划分  26
    3.2.2 沿边学习的算法描述  26-30
    3.2.3 地图生成  30-31
  3.3 全覆盖算法的描述与实现  31-43
    3.3.1 子区域划分  31-33
    3.3.2 子区域连通性的证明  33-35
    3.3.3 子区域连通性的实现  35-39
    3.3.4 避障算法描述  39-42
    3.3.5 全覆盖算法的描述  42-43
  3.4 本章小结  43-44
第4章 计算机仿真实验  44-56
  4.1 仿真环境  44-46
  4.2 沿边学习算法的仿真  46-48
  4.3 全覆盖算法的仿真  48-54
    4.3.1 无障碍物的全覆盖仿真  48-49
    4.3.2 子区域划分的仿真  49-51
    4.3.3 子区域衔接的仿真  51-52
    4.3.4 避障算法的仿真  52-54
  4.4 全局覆盖率  54-55
  4.5 本章小结  55-56
结论  56-57
参考文献  57-62
致谢  62

相似论文

  1. 矿区多源遥感影像集成管理系统的设计与实现,P208
  2. 复杂动态环境下的小型足球机器人路径规划研究,TP242
  3. 车库管理系统线路生成与重复利用方法研究,TP315
  4. 面向智能手机的矢—栅混合地图关键技术研究,P208
  5. 无人驾驶智能车三维环境建模与地图构建,P285
  6. 海上信息栅格信息分发技术研究,TP393.01
  7. 空间信息栅格跨层信息交换与传输技术研究,TN927
  8. 嵌入式GIS栅格数据引擎的设计与实现,P208
  9. GIS中矢量多边形栅格化的算法优化及误差分析,P208
  10. 雷达情报信息隐藏研究,TN974
  11. 室内自主机器人路径规划技术研究,TP242
  12. 改进蚁群算法对CVRP及机器人路径规划问题的应用研究,TP242
  13. 栅格数字地图抗裁剪水印技术研究,TP309.7
  14. 基于小波分析的栅格数字地图水印技术研究,TP309.7
  15. 基于栅格体数据的矿体剖切及动态储量计算,TP391.41
  16. 无线传感器网络负载均衡GAF算法研究,TP212.9
  17. 自主移动机器人路径规划方法研究,TP242
  18. 基于栅格法的仿生机器鱼路径规划研究,TP242
  19. 移动机器人视觉导航算法的研究与设计,TP242.62
  20. 移动机器人路径规划研究,TP242

中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 机器人技术 > 机器人
© 2012 www.xueweilunwen.com