【摘要】：掃地機(jī)器人作為一個完全獨(dú)立自主的系統(tǒng),自動回充是其不可或缺的功能。本文設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了一套自動回充系統(tǒng),基于課題組所研發(fā)掃地機(jī)器人平臺上的攝像頭,有效地解決了目前市場上大多數(shù)掃地機(jī)器人遠(yuǎn)程尋找充電座能力較差的問題,并實(shí)現(xiàn)對接功能。本文的主要工作如下:①遠(yuǎn)程搜索模塊。設(shè)計了在柵格地圖中標(biāo)記充電座區(qū)域和路徑搜索方案。采用機(jī)器人運(yùn)動兩點(diǎn)定位法確定充電座區(qū)域;針對充電座區(qū)域與方向已知情況采用D*算法;針對充電座區(qū)域未知情況,采用腐蝕與細(xì)化算法劃分地圖獲取充電座搜索路徑,并根據(jù)充電座位于墻邊的條件對生成樹路徑規(guī)劃算法進(jìn)行了相應(yīng)修改,減少了搜索路徑,仿真結(jié)果表明機(jī)器人規(guī)劃路徑可以覆蓋到所有充電座可能存在的區(qū)域。②近距對接模塊。設(shè)計了紅外傳感器與攝像頭相結(jié)合的機(jī)器人與充電座自動對接方案,采用紅外光信號實(shí)現(xiàn)近距離方位調(diào)整,并根據(jù)視頻數(shù)據(jù)中的紅外光斑信息實(shí)現(xiàn)精確對接。設(shè)計了機(jī)器人與充電座對接的光路和硬件電路,編寫了用于進(jìn)行掃地機(jī)器人傳感器控制的低端嵌入式系統(tǒng)STM32的紅外信號處理與方位調(diào)整程序,以及掃地機(jī)器人主控系統(tǒng)ARM CPU的機(jī)器人與充電座對接程序。③手動引導(dǎo)模塊。采用紅外信號方向指令引導(dǎo)和激光光斑直接指示引導(dǎo)兩種方案。設(shè)計了遙控器硬件電路,編寫了機(jī)器人上STM32紅外遙控指令識別程序、ARM CPU的光斑圖像處理程序,以及機(jī)器人運(yùn)動控制程序。④電量監(jiān)控模塊。采用DS2780E電量監(jiān)控芯片完成對電池電量等數(shù)據(jù)的實(shí)時監(jiān)控。測試結(jié)果表明,機(jī)器人柵格地圖中充電座標(biāo)記區(qū)域可以覆蓋到充電座實(shí)際的坐標(biāo),近距對接系統(tǒng)誤差在±10mm以內(nèi),手動引導(dǎo)模式下機(jī)器人移動位置與激光目標(biāo)點(diǎn)誤差為27mm。實(shí)現(xiàn)了對機(jī)器人放電、充電過程中的電量、溫度等數(shù)據(jù)實(shí)時監(jiān)控的功能。
【圖文】：

圖１．３邋ＶＲ９０００掃地機(jī)充電座拆解邐圖１．４小米掃地機(jī)充電座拆解丨丨２１逡逑

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【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2595778