基于视觉的扫地机器人导航系统设计与实现
| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第1章 引言 | 第16-20页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第16-17页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第17-19页 |
| 1.3 研究内容与章节安排 | 第19-20页 |
| 第2章 基于视觉的扫地机器人导航系统概述 | 第20-32页 |
| 2.1 扫地机器人导航系统基本组成 | 第20-21页 |
| 2.2 扫地机器人导航系统关键模块概述 | 第21-29页 |
| 2.2.1 环境观测与地图构建模块概述 | 第21-25页 |
| 2.2.2 定位模块概述 | 第25-27页 |
| 2.2.3 路径规划模块概述 | 第27-28页 |
| 2.2.4 运动控制模块概述 | 第28-29页 |
| 2.3 功能需求和主要性能指标 | 第29-30页 |
| 2.4 本章小结 | 第30-32页 |
| 第3章 基于视觉的扫地机器人导航系统总体设计 | 第32-56页 |
| 3.1 扫地机器人导航系统设计 | 第32-35页 |
| 3.1.1 扫地机器人分层体系结构设计 | 第32-34页 |
| 3.1.2 双处理器架构设计与系统框图 | 第34-35页 |
| 3.2 扫地机器人运动建模 | 第35-39页 |
| 3.3 定位模块设计 | 第39-45页 |
| 3.3.1 霍尔传感器 | 第41-42页 |
| 3.3.2 单轴陀螺仪模块 | 第42页 |
| 3.3.3 位姿递推模型 | 第42-44页 |
| 3.3.4 定位模块小结 | 第44-45页 |
| 3.4 运动控制模块设计 | 第45-47页 |
| 3.4.1 路径分解与运动分解 | 第45-46页 |
| 3.4.2 运动控制指令设计 | 第46-47页 |
| 3.5 环境观测与地图构建模块设计 | 第47-51页 |
| 3.5.1 环境观测传感器简介 | 第48-49页 |
| 3.5.2 栅格地图设计 | 第49-51页 |
| 3.6 路径规划模块设计 | 第51-52页 |
| 3.7 处理器之间的串口通信设计 | 第52-54页 |
| 3.7.1 串口通信帧格式设计 | 第52-53页 |
| 3.7.2 串口通信参数设计 | 第53-54页 |
| 3.8 本章小结 | 第54-56页 |
| 第4章 STM32子系统的实现 | 第56-82页 |
| 4.1 STM32子系统工作模式 | 第56-59页 |
| 4.1.1 STM32子系统初始化工作模式 | 第57-58页 |
| 4.1.2 STM32子系统睡眠模式 | 第58-59页 |
| 4.1.3 STM32子系统自主导航模式 | 第59页 |
| 4.2 传感器数据采集与处理 | 第59-71页 |
| 4.2.1 霍尔编码器数据采集与处理 | 第59-65页 |
| 4.2.2 红外测距传感器数据采集与处理 | 第65-69页 |
| 4.2.3 陀螺仪模块数据采集 | 第69-70页 |
| 4.2.4 传感器信息总结 | 第70-71页 |
| 4.3 STM32子系统运动控制单元 | 第71-78页 |
| 4.3.1 STM32端运动控制单元工作流程 | 第71-73页 |
| 4.3.2 直流减速电机的驱动设计 | 第73-75页 |
| 4.3.3 PID控制器设计 | 第75-77页 |
| 4.3.4 运动执行器设计 | 第77-78页 |
| 4.4 STM32子系统串口通信单元实现 | 第78-80页 |
| 4.5 本章小结 | 第80-82页 |
| 第5章 ARM子系统的实现 | 第82-104页 |
| 5.1 ARM子系统多线程实现框架 | 第82-84页 |
| 5.2 ARM子系统串口通信单元实现 | 第84-86页 |
| 5.3 ARM子系统中定位实现 | 第86-89页 |
| 5.3.1 惯性定位 | 第87-88页 |
| 5.3.2 位姿校正 | 第88-89页 |
| 5.4 地图构建的实现 | 第89-94页 |
| 5.4.1 栅格地图设计 | 第89-91页 |
| 5.4.2 栅格地图更新模型 | 第91-94页 |
| 5.5 ARM子系统运动控制实现 | 第94-96页 |
| 5.5.1 ARM端运动控制单元工作流程 | 第94-96页 |
| 5.5.2 控制误差分析 | 第96页 |
| 5.6 ARM子系统中路径规划实现 | 第96-102页 |
| 5.6.1 全局规划与局部规划 | 第97页 |
| 5.6.2 目标区域搜索 | 第97-102页 |
| 5.7 本章小结 | 第102-104页 |
| 第6章 实验测试 | 第104-116页 |
| 6.1 运动控制模块单元测试 | 第104-110页 |
| 6.1.1 PID控制器测试 | 第104-108页 |
| 6.1.2 运动指令执行测试 | 第108-109页 |
| 6.1.3 运动控制单元整体测试 | 第109-110页 |
| 6.2 地图构建模块单元测试 | 第110-111页 |
| 6.3 定位模块单元测试 | 第111-113页 |
| 6.4 系统实验验证 | 第113-115页 |
| 6.5 本章小结 | 第115-116页 |
| 第7章 总结与展望 | 第116-118页 |
| 7.1 总结 | 第116-117页 |
| 7.2 展望 | 第117-118页 |
| 参考文献 | 第118-122页 |
| 附录A CRC查找表 | 第122-124页 |
| 致谢 | 第124-126页 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 | 第126页 |
