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上海大学硕士学位论文室内智能吸尘机器人全区域覆盖算法和自主充电算法的研究姓名:武奕晶申请学位级别:硕士专业:机械电子工程指导教师:张海洪20070101-卜海大学硕}学位论文摘要在近年国内外室内服务机器人越来越受重视的背景下,综合此热点研究方向的优缺点,本文着重研究全覆盖算法的实效性及自主回归充电路径规划算法的分析,并设计了以ARM7为主要控制芯片的机器人控制系统的硬件,软件平台。
首先,建立轮式机器人的数学模型,并进行了运动学分析及航位推算,实现了机器人位姿的控制。
其次,结合国内外相关经验设计了在分解环境区域的基础上进行莫尔斯深度优先搜索的算法,优化了全覆盖算法的遍历性。
此外,还对于自主充电的路径规划进行了详细的研究,通过采用启发式算法,优化远距离的自主寻径,在接近充电基座的附近采用红外光电管匹配信号对接充电基座的方法,实现机器人的自主充电。
并利用RobotSimulator对所采用的算法编程进行了仿真验证,仿真结果实现预期目标。
最后对所设计的控制算法设计了硬件控制模块,分别对超声波接受和发送控制,测速控制,自主充电时的电源电压检测模块进行了设计,并结合以ARM7核心控制芯片为主的控制系统完成了各个模块的控制软件的编写,最终实现各功能模块的控制。
在本文的结尾处,对相关的研究进行了总结,同时在课题的研究中所经历和积累的经验进行了较为详细的评述,指出了研究结果中的不足之处及需要完善的内容,对后续工作做了展望。
关键词:智能吸尘机器人,路径规划,自主充电启发式算法,ARM芯片V上海大学硕£学位论文ABSTRACTInrcecntyears.underlhebackgroundof11101”1:andmol’epaymuchattentionOilthedomesticintelligentCleaningRobot,summarizingthemeritandshortcomingofthisresearchdirection,weemphasizestheresearchoftheefficiencyforcoveragealgorithmandself-dockingandreckI堤ingalgorithm,anddesignthecontrolsystembasedOnARM7.Firstly,’WeestablishthemathematicsmodelofWheelMobileRobot(WMR),andanalysisthekineticsanddeadreckoning.SoCallcontrolthepositionoftherobot.Secondly,asthefoundationofcombinedthedomesticaridinternationalrelatedexperiencedesigntobasedOnthedecomposinggri,tenvironmentmapintorect∞gularcellstoMorsedecomposition.Andweoptimizethecoveragealgorithm.Besides.deeplyresearchthepathplanningaboutself-dockingandrechargingalgorithm.ThroughadoptA’algorithmtoseek姐op蛀1llizedpathofself-dockingandrecharging.Whentherobottoclosethechargingclock,itdetectsthesignalbythesidereceiver.ThebackIImiVClt”helpstherobot’stwoelectrodespojnttotheco