全自主家用清洁机器人结构设计与路径规划

摘要

家用清洁机器人是当今服务机器人领域一个热门的研究方向。虽然已有很多样机和产品产生，但它们仍有很多的问题需解决：如动态环境中的适应性，它的覆盖率和覆盖效率及其成本等。吸尘器自主地在房间内吸尘而不需主人太多的干预是一件非常有挑战性的工作，它涉及了当前多项人工智能技术，从理论和技术上讲，全自主智能吸尘器比较具体地体现了移动机器人的多项关键技术，具有较强的代表性，从市场前景角度讲，全自主吸尘器将大大降低劳动强度、提高劳动效率，适用于宾馆、酒店、图书馆、办公场所和家庭。因此开发自主智能吸尘器既具有科研上的挑战性又具有广阔的市场前景。 本文主要设计了一种全自主家用清洁机器人的体系结构，运动分析及路径规划。其中机械结构设计、路径规划全部由作者独立完成。首先对本课题相关背景和理论做了近一步的研究，介绍了服务机器人的发展和智能清洁机器人的现状。然后按照模块化的思想对机器人的整体结构分别做了说明，最后提出了一种在未知环境下机器人在线路径规划算法，适用于家用清洁机器人对室内地面的智能化清扫。该算法充分考虑了家用机器人成本低，节能等特点，前期以”迂回推进”的方式，进行2次方向不同的清扫。根据结果得出障碍物和环境信息，再利用边缘跟踪对障碍物及整个环境边缘进行清扫，同时对所得信息进行校正，最终实现全区域的覆盖。整个过程路径段简单，能源利用率高。通过课题的研究，形成了一套完整而实用的设计方法，为进行同类研究提供了理论依据。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章机器人的体系结构和行为分析

第三章路径规划

第四章总结与展望

参考文献

致谢

硕士期间发表的论文