智能型室内清洁机器人的研究和发展探析.pdf

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1、智能型室内清洁机器人的研究和发展探析口曾岑口陈进口蒋玉杰1．江南大学机械工程学院无锡2141222．沈阳航空工业学院沈阳110034摘要：概述了智能型室内清洁机器人的研究现状，分析和总结了目前智能型室内清洁机器人的研究内容和特点，介绍了国内外在这方面的研究成果和不足之处，并对智能型清洁机器人的未来发展趋势进行了预测。关键词：清洁机器人智能路径规划自动避障中图分类号：TP242．6文献标识码：A文章编号：1000—4998(2008)10—0063—05室内地面清洁是一项枯燥乏味的重复性劳动，传术、人工智能技术

2、、传感技术以及移动机器人技术的迅统吸尘器工作时不仅需要人的参与，且操作安放不便，速发展，吸尘机器人控制系统的研究和开发已具备了清洁效率低、效果差，实现清洁作业自动化与智能化是坚实的基础和良好的发展前景。目前发展较快、对吸尘高效高质清洁的有效途径。室内地面清洁机器人将移机器人发展影响较大的关键技术是：多传感器信息融动机器人技术和吸尘器技术有机融合起来，实现室内合技术、电源技术及全覆盖路径规划技术。环境半自主或自主清洁，它集机械学、电子技术、传感2．1多传感器信息融合器技术、计算机技术、控制技术、机器人技术、人2

3、12智能处在非结构化环境中的清洁机器人，需要采用多等诸多学科为一体。是一种环保、健康、智能型的服务种传感器来获取不同种类、不同状态的信息。这些信息机器人，具有良好的应用前景和广泛的市场需求。近年彼此之间或相互独立或关联，甚至会出现彼此矛盾的来室内地面清洁机器人已受到国内外的重视，成为服情况。信息融合就是协同使用多种传感器并将各种传务机器人行业一个新的研究方向。感器信息有效地结合起来，形成高性能感知系统来获清洁机器人作为智能移动机器人实用化发展的先取对环境的一致性描述的过程。迄今为止，没有任何一行者，其研究始于

4、2O世纪80年代，到目前为止，已经产种传感器能够完全满足可靠性、高稳定性、高精度和低生了一些概念样机和产品。清洁机器人的发展，带动了成本的要求。由此，我们可以通过融合处理综合分析来家庭服务机器人行业的发展，也促进了移动机器人技自各个传感器的信息，利用各种传感器性能上的差异术、图像和语音识别、传感器等相关技术的发展⋯。与互补性，获取有效、可靠、完整的信息。采用这种方法，即使各个传感器所提供的信息有一定的误差和不1清洁机器人的特点确定性，但通过对它们提供的信息进行有效的综合，仍清洁机器人具有如下的特点：可以获取比

5、任何单一传感器信息更可靠、更完整的融1)清洁机器人自带电源，小巧轻便，操作简单，自合结果。因此多传感器信息融合技术在吸尘机器人的主性强，具有很强的实用性。开发上具有很大的应用价值【3】。2)清洁机器人的工作环境主要为普通家庭环境，清洁机器人的多传感器信息融合的思想就是：构要求有较好的环境适应性。建多传感器系统，充分利用多J1"-4~感器资源，通过对这3)清洁机器人的任务是清扫地面，工作的对象是些传感器及其检测信息的合理支配和使用，把多个传地面的灰尘、纸屑以及其他一些小尺寸物体，而大尺寸感器的冗余或互补信息依据

6、某种准则来组合，以获得物体不作为清洁机器人的处理对象。考虑到安全因素，障碍物信息的一致性解释或描述。进行融合的基本目清洁机器人必须对人及家庭物品等不构成任何危害，标是通过数据组合，推导出更多的障碍物信息，利用多同时清洁机器人还必须具备自我保护的能力。个传感器共同或联合操作的优势，提高传感器系统的有效性，使该信息系统由此获得比它的各组成部分的2清洁机器人的几种关键技术单传感器更优越的性能。清洁机器人系统通常由4个部分组成：移动机构、2．2全覆盖路径规划技术感知系统、控制系统和吸尘系统。随着近年来计算机技清洁机器

7、人全区域覆盖路径规划是实现机器人智收稿Et期：2008年4月能的一个关键部分，路径规划是自主式移动机器人的机械制造46卷第530期2008／10回一项重要研究内容。一般的路径规划是指在有障碍的有锰干电池、碱性锰电池、锂电池、汞电池、氧化银电池前提下，按照一定的标准(算法或规则库)规划出一条等。干电池应用范围广，使用温度越高，电压、容量都同从起始状态到目标状态的无碰路径，即“点对点”的路时增大，但有可能造成自放电和产生气体，使用温度可径规划。而我们所做的212作则是全区域覆盖的路径规达50～60℃，在0℃以下容

8、量急剧减少。碱性锰电池适划。从某一方面来讲，这可以看成是前者的组合，但并合于大电流放电，放电容量很大，尺寸与干电池相同，不是简单的叠加，而要复杂得多。目前家用清扫机器人具有互换性。锂电池电动势高、能量密度高、工作温度在国#1-已有成品上市，但在国内还处于起步阶段。这种范围大、自放电少，正逐步走向实用化，是一种非常好类型机器人的主要问题都集中在路径规划——既要保的机器人能源。二次电池又叫蓄电池，有铅酸