嵌入式清洁机器人系统设计与实现

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1、硕士论文嵌入式清洁机器人系统设计与实现摘要室内地面清洁是一项枯燥乏味的重复性劳动，传统吸尘器工作时需要人的参与，且操作不便。室内地面清洁机器人将移动机器人技术和吸尘器技术有机地融合起来，结构灵巧，实现了室内环境的自主清洁，是一种环保、健康、智能型的服务机器人，具有广阔的应用前景和市场需求。本文介绍了清洁机器人的研究现状与相关技术，设计并实现了一种全自主清洁机器人，并对路径规划、自动充电算法进行了研究。具体研究工作包括：l、根据清洁机器人任务和功能要求，进行了系统总体设计。采用功能丰富、能耗低的嵌入式处理器作为核心控制器件，系统结构灵巧、紧凑，功能强大，可扩展性强。

2、2、分别进行了清洁机器人的机械结构设计、硬件选型与电路设计、底层软件设计及实现，完成了系统软硬件调试和实验。3、根据清洁机器人需要全区域遍历的特点，研究了两种常用的全区域遍历算法-‘‘井”字形遍历算法和外螺旋算法，并在此基础上进行了进一步的改进和实现，提高了遍历效率。4、根据清洁机器入自动充电的需求，设计并实现了一种基于红外检测、判断的自动寻找充电器的方法。5、初步研究了视觉技术在清洁机器人中的应用。最后总结了本文的研究成果和不足之处，并对清洁机器人的研究工作进行了展望。关键词：清洁机器人，嵌入式系统，控制，路径规划，视觉AbstractIndoorfloorcl

3、eaningisaboringandrepeativework．Traditionalvacuuiilcleanersneedtoworkwithpeopleparticipationwhichisnotconvinienttooperate．Indoorfloor-cleaningrobotsconlbinemobilerobottechnologyandcleanertechnologywithsmartstructure，realizetheautonomyoftheindoorfloorclean．Indoorfloor-cleaningrobots，wh

4、ichareenvironmentalfriendly，healthyandintelligentservicerobots，willbewidelyusedinthefuturewithbroadmarketdemand．Akindofindoorfloor-cleaningrobotisdesignedinthisdissertationbasedontheresearchactualityanddevelopmentofcleaningrobots．Besides，pathplanningmethodandautomaticchargingmethodare

5、discussed．Themaincontributionofthisdissertationisasfollows：1．Thewholesystemisdesignedaccordingtothefunctionandtaskofcleaningrobots·PowerfulembeddedprocessorwithlowenergyconsumptionisadoptedastheCOrecontrolunit．Thesystemisstrong，scalableandhasasmartstructure．2．Mechanicaldesign,hardware

6、designandtypechosen，soRwaredesignofonekindofcleaningrobotareachieved．Itcontainshardwaredrawing，experimentcircuit’making，systeminstalling．Thedebuggingofthehardwareandsoftwaresystemisfinished．3．Completecoverageisimportantforcleaningrobots，twocompletecoveragepath-planningmemodS_-‘‘井’’sha

7、pedtmversalalgorithmandouterspiralalgorithmarediscussed，thesetwopath-planningmethodsareimprovedandrealizedtoimprovetheefficiencyofthetraversal．4．Duetothecleaningrobotsneedtochargeautomatically，amethodtofindthechargerbasedonInfrareddetectioniSdesignedandrealizedinthisdissertation．5．Pre

8、limin