智能清扫机器人设计及其路径规划的研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-17页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第10页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第10-14页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第11-12页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第12-13页 |
| 1.2.3 清扫机器人现有问题分析 | 第13-14页 |
| 1.3 清扫机器人关键技术 | 第14-16页 |
| 1.3.1 传感器技术 | 第14页 |
| 1.3.2 定位技术 | 第14-15页 |
| 1.3.3 全区域覆盖路径规划 | 第15-16页 |
| 1.3.4 电源技术 | 第16页 |
| 1.4 课题主要研究内容 | 第16-17页 |
| 第2章 清扫机器人的定位 | 第17-27页 |
| 2.1 清扫机器人运动模型 | 第17页 |
| 2.2 编码器模型 | 第17-20页 |
| 2.3 电子罗盘模型 | 第20-21页 |
| 2.4 基于 EKF 的定位方法 | 第21-26页 |
| 2.4.1 卡尔曼滤波的原理 | 第21页 |
| 2.4.2 扩展卡尔曼滤波模型 | 第21-22页 |
| 2.4.3 基于扩展卡尔曼滤波的定位过程 | 第22-24页 |
| 2.4.4 定位过程仿真 | 第24-26页 |
| 2.5 本章小结 | 第26-27页 |
| 第3章 全区域覆盖路径规划 | 第27-38页 |
| 3.1 全区域覆盖路径规划算法 | 第27-28页 |
| 3.1.1 全覆盖路径规划的数学描述 | 第27-28页 |
| 3.1.2 全覆盖路径规划的评价指标 | 第28页 |
| 3.2 环境建模 | 第28-31页 |
| 3.2.1 环境建模方法 | 第28-29页 |
| 3.2.2 沿边学习过程 | 第29-30页 |
| 3.2.3 环境地图生成 | 第30-31页 |
| 3.3 基于生物激励神经网络的全区域覆盖算法 | 第31-37页 |
| 3.3.1 算法介绍 | 第31-32页 |
| 3.3.2 全区域覆盖路径规划实现 | 第32-34页 |
| 3.3.3 全区域覆盖算法的改进 | 第34-37页 |
| 3.4 本章小结 | 第37-38页 |
| 第4章 系统设计 | 第38-50页 |
| 4.1 系统总体设计 | 第38页 |
| 4.2 机械结构设计 | 第38-41页 |
| 4.2.1 机械本体设计 | 第38-39页 |
| 4.2.2 清扫模块设计 | 第39-40页 |
| 4.2.3 传感器布置 | 第40页 |
| 4.2.4 机械结构三维建模 | 第40-41页 |
| 4.3 硬件电路设计 | 第41-44页 |
| 4.3.1 主控芯片 | 第41页 |
| 4.3.2 电源模块设计 | 第41-42页 |
| 4.3.3 电机驱动模块设计 | 第42-43页 |
| 4.3.4 信号采集模块设计 | 第43页 |
| 4.3.5 液晶显示模块设计 | 第43-44页 |
| 4.3.6 串口通信模块设计 | 第44页 |
| 4.4 控制系统软件设计 | 第44-49页 |
| 4.4.1 软件开发环境 | 第44-45页 |
| 4.4.2 电机控制程序设计 | 第45-46页 |
| 4.4.3 编码器程序设计 | 第46-47页 |
| 4.4.4 超声波测距程序设计 | 第47页 |
| 4.4.5 显示模块程序设计 | 第47-48页 |
| 4.4.6 电子罗盘程序设计 | 第48-49页 |
| 4.5 本章小结 | 第49-50页 |
| 第5章 实验及分析 | 第50-58页 |
| 5.1 清扫机器人实验平台 | 第50-51页 |
| 5.2 清扫机器人各模块实验 | 第51-54页 |
| 5.2.1 超声波传感器实验 | 第51-52页 |
| 5.2.2 电子罗盘实验 | 第52-53页 |
| 5.2.3 液晶显示实验 | 第53-54页 |
| 5.3 清扫机器人定位实验 | 第54-55页 |
| 5.3.1 清扫机器人直线行走实验 | 第54页 |
| 5.3.3 清扫机器人原地转动实验 | 第54-55页 |
| 5.4 清扫机器人全区域覆盖实验 | 第55-57页 |
| 5.5 清扫机器人清扫实验 | 第57页 |
| 5.6 本章小结 | 第57-58页 |
| 结论 | 第58-59页 |
| 参考文献 | 第59-63页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 | 第63-65页 |
| 致谢 | 第65页 |
