清洁机器人全区域覆盖路径算法与避障控制研究

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1、重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要清洁机器人全区域覆盖路径规划是实现机器人智能的一个关键部分，论文主要以清洁机器人在未知环境中的自主路径规划设计为中心，通过对清洁机器人的一些关键技术——路径规划技术、自主避障技术等的研究，提出一种适应性较强的路径规划方法，以达到最终实现清洁机器人家居环境中自主、独立工作的目的。论文介绍了清洁机器人的研究现状与发展及清洁机器人路径规划的特点和方法，主要对清洁机器人的运动学模型，定位方式，室内未知障碍物环境和自动返回充电路径规划进行了详细的研究，具体包括：(1)介绍了论文涉及的清洁机器人的硬件结构，对清洁机器人的运动学模型进行了分析，建立了

2、离散运动学方程。对清洁机器人的脉冲定位方式进行了详细的分析，得出了清洁机器人速度、旋转角度与驱动轮脉冲频率的关系。(2)根据清洁机器人避障系统的特点提出了一种障碍物类型的识别方法。采用产生式规则法对清洁机器人多传感器反馈信息进行融合，从而识别出障碍物的类型，为实施避障策略提供准确的判断依据(3)针对室内未知障碍物环境提出了一种基于定位信息和环境模型的全区域覆盖路径规划方法。该方法通过清洁机器人自身携带的传感器阵列和驱动轮脉冲频率实现对障碍物的探测和自身位置的控制，从而建立起环境模型，并基于环境模型实现未知环境的全区域覆盖清扫。(4)根据清洁机器人需要自动返回充电座充电

3、的要求，提出了一种感应回归算法。该算法通过感应充电座发射的红外线信号引导清洁机器人回归充电，很好的解决充电座位置随意性的问题，具有更广泛的实用性，并且软件实现上比较容易，在实际应用中也取得了比较好的效果。论文的研究为清洁机器人的开发提供了一个可行的技术路线，形成了一套完整而实用的路径规划设计方法和避障策略，为进行同类研究提供了理论参考。关键词：清洁机器人，运动学模型，路径规划，遍历，避障重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTFull—areacoveragepathplanningisapivotalproblenaforcleaningrobottoachie

4、veintelligence．Inthisdissertation，theautonomouspathplanninginunknownenvironmentisdescribed，alongwiththerelatedkeytechniquessuchaspathplanningandobstacleavoidanceetc．Anideaaboutfull-areacoveragepathplanningisputforwardtoacclimateallkindsofcomplexconditionsinordertoimprovetheapplicationof

5、cleaningrobotinthefamilylife．Thisdissertationintroducesnotonlytheresearchactualityanddevelopmentofcleaningrobot，butalsocharacteristicandmethodofpathplanning．Italsoresearchesonthecleaningrobot’Smovementmodel，orientationmethod，indoorobstacleenvironmentandthepathplanningofautoreturningtoth

6、epowerbase．Itembodies：(1)Itintroducesthehardwarestructureofcleaningrobotandanalysesthemodelofkinematicsofcleaningrobotandputforwardtheequationofdispersingkinematicsequation．Itanalysesthepulseorientationmethodofcleaningrobot．Atlast，itgainstherelationshipofspeed，circumrotatingangleandpuls

7、e．(2)Basingontheexplorationsystemofthecleaningrobot，itinosculatestheinforrnationoftheseveralsensorswiththeproductionrulemethod．Then，itcanidentifrthestylesoftheobstaclesquickandtakegistforthecollisionavoidance．(3)Basingontheorientationinformationandtheenvironmentmodel，afull—area