扫地机器人自动回充系统的设计与实现

发布时间：2020-03-22 23:24

【摘要】：扫地机器人作为一个完全独立自主的系统,自动回充是其不可或缺的功能。本文设计并实现了一套自动回充系统,基于课题组所研发扫地机器人平台上的摄像头,有效地解决了目前市场上大多数扫地机器人远程寻找充电座能力较差的问题,并实现对接功能。本文的主要工作如下:①远程搜索模块。设计了在栅格地图中标记充电座区域和路径搜索方案。采用机器人运动两点定位法确定充电座区域;针对充电座区域与方向已知情况采用D*算法;针对充电座区域未知情况,采用腐蚀与细化算法划分地图获取充电座搜索路径,并根据充电座位于墙边的条件对生成树路径规划算法进行了相应修改,减少了搜索路径,仿真结果表明机器人规划路径可以覆盖到所有充电座可能存在的区域。②近距对接模块。设计了红外传感器与摄像头相结合的机器人与充电座自动对接方案,采用红外光信号实现近距离方位调整,并根据视频数据中的红外光斑信息实现精确对接。设计了机器人与充电座对接的光路和硬件电路,编写了用于进行扫地机器人传感器控制的低端嵌入式系统STM32的红外信号处理与方位调整程序,以及扫地机器人主控系统ARM CPU的机器人与充电座对接程序。③手动引导模块。采用红外信号方向指令引导和激光光斑直接指示引导两种方案。设计了遥控器硬件电路,编写了机器人上STM32红外遥控指令识别程序、ARM CPU的光斑图像处理程序,以及机器人运动控制程序。④电量监控模块。采用DS2780E电量监控芯片完成对电池电量等数据的实时监控。测试结果表明,机器人栅格地图中充电座标记区域可以覆盖到充电座实际的坐标,近距对接系统误差在±10mm以内,手动引导模式下机器人移动位置与激光目标点误差为27mm。实现了对机器人放电、充电过程中的电量、温度等数据实时监控的功能。
【图文】：

图１．３邋ＶＲ９０００扫地机充电座拆解逦图１．４小米扫地机充电座拆解丨丨２１逡逑

图１．１邋ｉｒｏｂｏｔ扫地机充电座拆解「Ｉ逦图１．２邋ｐｒｏｓｃｅｎｉｃ扫地机充电座外观Ｗ逡逑
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP242

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 李进;;清扫机器人自主充电系统的设计[J];微型机与应用;2015年22期

2 赵一鸣;李艳华;商雅楠;李静;于勇;李凉海;;激光雷达的应用及发展趋势[J];遥测遥控;2014年05期

3 张琪;罗福源;肖洒;焦晓进;;基于超声雷达的室内清洁机器人自主行走控制方法研究[J];机械与电子;2013年10期

4 刘训非;张首峰;;模糊控制技术在智能吸尘器自动充电中的应用[J];电气传动;2012年12期

5 吴江源;刘玉兵;张俞;;2.4G无线文件传输系统的设计与实现[J];中国集成电路;2012年11期

6 崔志恒;韩红玲;;红外导航自主充电室内移动机器人设计[J];实验室研究与探索;2012年10期

7 赵堂春;于彤;黄敦华;;传感器技术在智能移动(保洁)机器人装置中的应用[J];机电产品开发与创新;2012年05期

8 蔡方伟;张大伟;李振波;陈佳品;;自重构微型移动机器人红外定位与对接[J];仪表技术与传感器;2012年09期

9 张晶;，

本文编号：2595778