【摘要】：掃地機器人作為一個完全獨立自主的系統(tǒng),自動回充是其不可或缺的功能。本文設計并實現(xiàn)了一套自動回充系統(tǒng),基于課題組所研發(fā)掃地機器人平臺上的攝像頭,有效地解決了目前市場上大多數(shù)掃地機器人遠程尋找充電座能力較差的問題,并實現(xiàn)對接功能。本文的主要工作如下:①遠程搜索模塊。設計了在柵格地圖中標記充電座區(qū)域和路徑搜索方案。采用機器人運動兩點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)劃算法進行了相應修改,減少了搜索路徑,仿真結(jié)果表明機器人規(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。設計了紅外傳感器與攝像頭相結(jié)合的機器人與充電座自動對接方案,采用紅外光信號實現(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現(xiàn)精確對接。設計了機器人與充電座對接的光路和硬件電路,編寫了用于進行掃地機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,以及掃地機器人主控系統(tǒng)ARM CPU的機器人與充電座對接程序。③手動引導模塊。采用紅外信號方向指令引導和激光光斑直接指示引導兩種方案。設計了遙控器硬件電路,編寫了機器人上STM32紅外遙控指令識別程序、ARM CPU的光斑圖像處理程序,以及機器人運動控制程序。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)的實時監(jiān)控。測試結(jié)果表明,機器人柵格地圖中充電座標記區(qū)域可以覆蓋到充電座實際的坐標,近距對接系統(tǒng)誤差在±10mm以內(nèi),手動引導模式下機器人移動位置與激光目標點誤差為27mm。實現(xiàn)了對機器人放電、充電過程中的電量、溫度等數(shù)據(jù)實時監(jiān)控的功能。
【圖文】：

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

【參考文獻】

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本文編號：2595778