扫地机器人论文

第1章：扫地机器人现状之青柳念文创作第一台扫地机是在2001年由伊莱克斯生产的，随后美国兵工企业irobot公司凭借其在机器人范畴的深厚技术功底于2002年也推出了roomba扫地机器人.后来很多一线厂家也相继进入这个范畴，相继推出自己的扫地机.国内的生产要从2006年开端算起，阿谁时候扫地机器人才开端出现在我们的视线中，一开端国内的厂家多数为国外代加工产品，颠末这几年的学习和发展也相继推出具有中国特色的机型.论其发展，国内的扫地机器人技术已经是很快了，但在主要的核心技术上和国外一线产品仍有差距，今朝国内的很多品牌采取的技术大多为参照国外产品，如irobot扫地机器人、proscenic扫地机器人.今朝国夕—线的产品中比较具有特点而且好的产品也就irobot、neato、proscenic三个器牌，当然还有其它的品牌，不过那些算下来性价比都不是很好，要不是价格太贵，要不就是技术还不如这三个.irobot扫地机器人的技术特点是中扫对夹式清扫，也就是常说的三段式清扫，一通过边刷将渣滓扫至中间部位，然后通过中部的毛刷和胶刷对滚将渣滓卷起，最后由吸尘盒中的电机吸入，别的该品牌还有一个技术特点就是iadapt技术，这个主要是机器人的算法，可让该品牌的机型以每秒60次的速度计算地面状况，做出相应的动作，该品牌今朝是整个行业里技术最好，销量最高的品牌.neato扫地机器人的技术特点是RPS技术，也就是先通过激光扫描记录房间的整体环境，再通过计算得出最有利的道路，停止规划清扫，防止重复清扫，最大化的节俭时间和动力.但由于这项技术对环境的要求特别（不克不及在房间里有高反光物体），再加上该品牌由于功率较大，因此噪音也是全行业里最大的，因此在实际的应用上不如irobot产品.proscenic扫地机器人的技术特点是V型升降扫刷加仿生超生波技术，这两项技术前者才使扫刷更好的贴近地面，但由于该品牌电机所形成的吸力偏弱，因此在实际的应用中对于稍重点的物体效果不是很好，优点就是他噪音较小.仿生超生波相比行业内普遍采取的红外技术更有优势，应用上也更全面，但技术成本也比红外线技术高很多.第2章：IROBOT扫地机器人2.1清扫形式：三段式清扫三段式清扫的工作原理就是先通过边刷将渣滓扫至中部扫刷位置，再由中部扫刷对夹仿照扫帚的动作将渣滓卷起，最后吸尘盒中的马达将渣滓吸入，其实这项技术原理很简单，但我们从国内很多的仿造产品的评测中看出效却没有irobot的好，原因就是外部的设计也是关键.别的还有V型升降式中扫技术，这一种技术更适合于地板类的地面，因为它是可以上下浮动的，这样可使毛刷更好的贴近地面，同时又可以对地板停止刨光的作用，所以这种滚刷对地板类的光洁地面的清洁效果更好一些.像台湾的proscenic产品就采取这种技术.第三种是单吸口式，这是扫地机器人最早采取的一种技术，正在逐渐被淘汰.2.2探测技术：红外探测技术这是一项评价扫地机好坏的重要指标.做得好的产品可以有效识别几厘米以内的物体，如桌腿，这样可以包管扫地机不会因为无法发现障碍物再不断的在原地撞击家具，至使物体的概况创伤.今朝市面上采取最为广泛的是红外探测技术，iRobot也是采取这种技术.但这项技术有个缺点，就是对透明物体无效，有时对浅色和深色也会失效，这也是为什么扫地机用过一些时间后会发现家里的家具腿部多多少少都会有点印迹的原因.当然今朝市面上还有别的一种被采取为数未几的探测技术，仿生超生波技术，这项技术可以让你的扫地机像蝙蝠一样精准的探测前面物体，做到有效规避障碍物.当然由于这项技术的成本非常高，因此采取这项技术的产品未几，今朝只有三叶虫、proscenic、夏普.而这三个品牌外面只有proacenic的产品性价比是最高的，甚至比欧美的产品还要低，而且也更适合我们东方家庭.2.3寻路方式：随机碰撞式寻路系统扫地机器人通过不断的碰撞收集房间内的信息，原理是把每次碰撞都是会记录下来作为一个点，然后通过一个周期甚至数个周期的点连系形成一幅图，而这幅图就是房间的地形图.这门技术的优点是产品的成本较低（主要为算法的软件研发成本），对清扫环境的要求低（如室内光线等要求），工作靠得住性较高（不容易发生故障）.缺点为整体的清扫效率相对较低（清扫所花费时间较长），清扫覆盖率较为随机，清扫效果部分区域可以较好（多次覆盖）而部分区域效果较差（1次覆盖），对自身脱困才能要求较高（进入出来容易出来难的区域）.别的还存在一种寻路方式为neato采取的途径式寻路规划技术.采取这门技术的扫地机器人在清扫之前要先通过激光发射器扫描房间，获得房间的图形然后再停止途径规划.但途径规划系统虽然可以停止全覆盖清扫，却它对环境有一定的要求，例如室内不克不及有高反光的物体等.别的可以是由于技术还不是十分的成熟，时常会有用户反应会无法回充或者在某个房间重复清扫.最后这项技术还需要我们手动的摆方好合适的灯塔位置来引导扫地机.今朝这项技术还没有任何国产机型采取.智能iAdapt专利技术我们可以懂得为一种扫地系统技术，这种扫地系统技术是建立在人工智能软件和节制硬件的基础之上的.首先，它通过对iRobot扫地机器人外部的红外探测器、机器的底盘、液滴传感器、粉尘检测器、刷胶刷测速系统等一系列硬件停止数据收集，再通过人工智能软件，自动计算出障碍物的形状、大小，最终通过智能AICommonLisp编写的软件对数据停止分析，从而得出扫地机器人的清扫计划.在清扫的过程，智能iAdapt专利技术会随着清扫计划的停止，不竭自动的停止调整，完善，从而达到最好的清洁效果.我们只能看到iRobot最后的清洁效果，但在这清洁的过程中，iRobot的智能iAdapt专利技术它可以每秒对机器周围的障碍物停止多达60次的测试，还可以根据分歧的作业环境做出40多种分歧的计划，可谓完美.一般运用的是红外探测技术，例如将Roomba780翻面后可以看到，在其边沿对称安插有6个跌落传感器，其可以探测出超出6.5cm的落差，这样当清扫工作时遇到台阶等时，便会及时转向防止机身跌落损坏.iRobot扫地机的灰尘感应今朝有两代技术问世.第一代是金属感应器，它是装置在扫地机毛刷的外面，就是取下毛刷时看到的黄色金属片，当毛刷旋转的同时带起灰尘，同时灰尘在被吸入的过程会撞击到装置在毛刷外面的金属感应器，这时的金属感应器通过撞击在金属感应片上出现的密度变更来认定是否是重污区，从而确定清扫道路.这种感应器的缺点就是对毛发之类轻物体的没什么效果.第二代是光感探测器，它装置的位置是在HEAP集尘盒入口处，他是通过被吸入物对光感探测器的遮蔽程度来确认是否为重污区，由于它和第一代金属感应分歧，因此它能感应出任何类型的污物.第3章：技术创新现在市面上的扫地机器人都没有避水功能，也就是说当地面有积水的话，扫地机器人其实分歧错误其做任何动作，这样不但对地面的清洁效果有很大的影响，还对扫地机器人自己损害很大，所以必须防止这种情况的发生.我们提出的处理方案为，在扫地机器人底部上下左右各装置一个激光发射器，发射1170nm波长的近红外光，然后通过接纳漫反射光的强度，从而地下断定有没有积水，有的话便给予绕开.技术困难：激光发射器和激光接纳器成本比较高，别的体积比较大，扫地机器人不方便挂载.如果我们打算让一个扫地机器人在小范围内清扫，我们第一步必须把扫地机器人提到这个区域，然后设定小范围清扫形式.假设此时又需要让它清扫别的一个小区域，那末我们必须等机器人在第一个区域清扫完之后，再把它提到第二个区域，再设置小范围清扫形式.那末要是再需要让它清扫第三第四个小区域呢？……为什么不把指令独立出来了？这就是我们的设计灵感.我们可以设计一个装饰品（任何你喜欢的外形），当然这个装饰品要耐脏，体积要够大，别的外面要有红外线发射器，给扫地机器人发射饬令用，所以也必须有开关.我们可以给这些小装饰品设置优先权限.当同时向扫地机器人发射饬令时，机器人优先处理权限高的饬令.那末当我们家里有几个重污区想要着重处理时，将小装饰品打开开关，放在重污区，将别的的小装饰品放在别的的重污区，那末扫地机器人就会根据小装饰品的优先程度，按顺序清扫这些区域.我们这里仅仅针对的是小范围清扫，莫非不成以设置其他的清扫形式吗？当然可以，这一点交由大家思考.3.3操纵界面可视化技术前面已经提到过，扫地机器人通过各种传感器信号收