智能掃地機(jī)器人開發(fā)方案導(dǎo)航清掃方案

1、智能掃地機(jī)器人方案設(shè)計(jì)基于SLAM定位導(dǎo)航系統(tǒng)1/17ContentsSLAM介紹1系統(tǒng)建模2定位與導(dǎo)航（SLAM方法）3清掃策略42/17SLAMSLAM :Simultaneous Localization and Mapping即時定位與地圖構(gòu)建，指機(jī)器人在本身位置不確定條件下,在完全未知環(huán)境中創(chuàng)建地圖,同時利用地圖進(jìn)行自主定位和導(dǎo)航位.3/17SLAMSLAM問題能夠描述為: 機(jī)器人在未知環(huán)境中從一個未知位置開始移動,在移動過程中依據(jù)位置預(yù)計(jì)，利用本身攜帶傳感器識別未知特征路標(biāo),遞增建立環(huán)境導(dǎo)航地圖,利用已建立地圖來同時刷新本身位置。4/17SLAMSLAM關(guān)鍵問題：機(jī)器人運(yùn)動 定位導(dǎo)

2、航建立地圖5/17系統(tǒng)建模坐標(biāo)系統(tǒng)機(jī)器人位置描述： X = (x,y,)即：X,Y軸坐標(biāo)，和方向角，就能表述出機(jī)器人方位。6/17系統(tǒng)建模運(yùn)動模型7/17傳感器傳感器感知本身運(yùn)動狀態(tài)和外部路標(biāo)、障礙陀螺儀加速度計(jì)電子羅盤碼盤紅外攝像頭8/17傳感器內(nèi)部傳感器內(nèi)部傳感器用于測量機(jī)器人本身參數(shù)：位置、速度、方向。主要包含：編碼器、加速度計(jì)，陀螺儀、電子羅盤等。編碼器能夠測量出機(jī)器人行程，加速度能夠計(jì)算出機(jī)器人速度，陀螺儀、電子羅盤計(jì)算出機(jī)器人運(yùn)動方向。內(nèi)部傳感器9/17傳感器外部傳感器外部傳感器用于探測機(jī)器人外部環(huán)境信息，主要包含：紅外傳感器、碰撞傳感器、攝像頭等。紅外傳感器、碰撞傳感器用于探測障

3、礙物，避障、建立地圖障礙點(diǎn)等。攝像頭經(jīng)過拍攝環(huán)境圖像，進(jìn)行視覺導(dǎo)航與定位，識別目標(biāo)與建立地圖10/17SLAM方法定位依據(jù)內(nèi)部傳感器，計(jì)算機(jī)器人姿態(tài)：方位、速度，行程等，結(jié)合環(huán)境特征坐標(biāo)，融合數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人本身定位SLAM關(guān)鍵問題環(huán)境特征提取攝像頭實(shí)時采集圖片數(shù)據(jù)，對取得信息進(jìn)行分析提取環(huán)境特征并保留，在下一步經(jīng)過對環(huán)境特征比較對本身位置進(jìn)行校正.11/17SLAM方法SLAM環(huán)境特征提取攝像頭采集圖像，采取霍夫變換，提取特征，霍夫變換(Hough Transform)是圖像處理中一個特征提取技術(shù)，它經(jīng)過一個投票算法檢測含有特定形狀物體。12/17SLAM方法建立坐標(biāo)系位置計(jì)算定位柵格法建立

4、坐標(biāo)系運(yùn)動模型運(yùn)動計(jì)算視覺提取特征定位13/17SLAM方法用柵格表示室內(nèi)空間，將室內(nèi)空間劃分為一系列柵格，建立坐標(biāo)系。用柵格表示障礙物。以機(jī)器人初始位置作為坐標(biāo)原點(diǎn)，機(jī)器人運(yùn)行，運(yùn)動模型提供位置預(yù)計(jì)、姿態(tài)解算。用攝像頭進(jìn)行圖像信息采集，提取特征物，基于灰度圖探查直線，從而計(jì)算行程、再由學(xué)習(xí)子系統(tǒng)將采集到圖像信息和機(jī)器人實(shí)際位置聯(lián)絡(luò)起來，完成機(jī)器人自主導(dǎo)航定位功效。14/17清掃策略全方面清掃識別進(jìn)入未清掃區(qū)域避障SLAM直線運(yùn)動機(jī)器人直線運(yùn)動運(yùn)動過程中、SLAM建立地圖碰到障礙物、統(tǒng)計(jì)障礙點(diǎn)、避障計(jì)算為清掃區(qū)域，清掃到頭后，進(jìn)入未清掃區(qū)域繼續(xù)清掃，直到全部清掃。15/17清掃策略經(jīng)典清掃策略以下列圖所表示：機(jī)器人起始位置為A點(diǎn)在清掃過程中，不停進(jìn)行SLAM地圖建立。碰到障礙物掉頭直行，并統(tǒng)計(jì)障礙點(diǎn)清掃流程按照：