自主吸尘机器人的“基于行为”设计

论文摘要

本文描述了一种受人类大脑进化过程的启发发展而来的一种机器人设计方法(基于行为),并利用该方法在软件方面设计了一款实现方法简单、价格成本廉价、鲁棒性特别好的智能吸尘机器人。然后对网上发布的开源的机器人仿真软件进行了二次开发,以适应本论文的理论和要求,并使用该仿真器对本文的设计方案进行了实验,对覆盖率和重复率进行了数据采样统计和曲线绘制。最后三次试验曲线满足吸尘机器人的任务要求验证了本论文的理论可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 服务机器人的发展
• 1.2 吸尘机器人的研究现状
• 1.2.1 吸尘机器人意义
• 1.2.2 吸尘机器人研究现状
• 1.2.3 吸尘机器人特点
• 1.2.4 吸尘机器人关键技术
• 1.2.5 吸尘机器人存在问题
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 可行性分析
• 2 基于行为控制技术研究及设计
• 2.1 机器人运动规划与路径规划相关理论及研究状况
• 2.1.1 基于行为的智能控制方法研究现状
• 2.1.2 其他路径规划及运动规划方法研究现状
• 2.2 基于行为控制技术
• 2.3 机器人基于行为设计
• 2.3.1 行为设计
• 2.3.2 仲裁器设计（优雅降级）
• 3 吸尘机器人系统
• 3.1 移动机构
• 3.2 驱动系统
• 3.3 感知系统
• 3.3.1 防撞器
• 3.3.2 红外接近觉传感器
• 3.3.3 轴编码器
• 3.3.4 微动开关
• 3.4 控制系统
• 4 软件设计
• 4.1 软件设计基本思想
• 4.2 系统软件设计方案
• 4.2.1 主程序
• 4.2.2 中断程序
• 4.2.3 按键处理模块
• 4.2.4 软件抗干扰设计
• 4.3 行为软件设计方案及行为程序源代码
• 4.3.1 巡航行为
• 4.3.2 沿墙行走行为
• 4.3.3 归航行为
• 4.3.4 充电泊位行为
• 4.3.5 避障行为
• 4.3.6 逃离行为
• 4.3.7 仲裁器设计
• 4.3.8 调度器
• 5 吸尘机器人基于行为技术的实验
• 5.1 试验方案
• 5.2 BSIM
• 5.3 改进软件
• 5.4 源代码
• 5.5 路径追踪
• 5.6 性能指标统计
• 5.7 实验
• 5.8 试验总结及改进设想
• 6 总结与展望
• 6.1 本设计总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文