開題報告-基于Stm32掃地機器人的控制系統(tǒng)設(shè)計

1．研究意義:隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人工智能方面的研究引起了人們大量的關(guān)注，與此同時智能機器人的研究也越來越受到人們的重視，其中智能掃地機器人正逐步進入人們的日常生活。進入21世紀(jì)，隨著國內(nèi)生活水平的提高及生活節(jié)奏的加快，原本只存在于歐美市場.上的智能掃地機器人開始涌入國內(nèi)，并逐漸地被人們所接受;可以預(yù)見，智能掃地機器人將會像普通家電一樣成為每個家庭必備的幫手，產(chǎn)品也會向著更加智能化發(fā)展，甚至?xí)诓痪玫膶碇鸩降厝〈斯で鍧?。在智能掃地機器人步入各種應(yīng)用場所的同時，對其性價比，使用便捷性，可靠性等都提出了新的要求，因此設(shè)計一款符合理論又能迎合市場要求的智能掃地機器人具有重大的意義。2．基本內(nèi)容:基于STM32F103ZET6芯片搭建掃地機器人控制系統(tǒng)，利用超聲波、紅外等多種傳感器采集信息，通過驅(qū)動電路驅(qū)動電機，使掃地機器人實現(xiàn)清掃作業(yè)。在研究和分析現(xiàn)有掃地機器人路徑規(guī)劃算法的基礎(chǔ)上，提出一種穩(wěn)定可靠的路徑規(guī)劃算法，并測試效果。對系統(tǒng)硬件如MPU-6050、超聲波、驅(qū)動模塊進行硬件驅(qū)動設(shè)計。軟件實現(xiàn)PID控制算法并調(diào)試。3．重點和難點及解決方法:重點和難點掃地機需要在房間不同的位置清掃，不同位置的障礙物顏色和光照強度不同，會導(dǎo)致紅外傳感器檢測的距離不準(zhǔn)從而使掃地機不能正確躲避障礙物。解決辦法：使用接觸式開關(guān)電路來彌補紅外傳感器探測障礙物時的不足，掃地機的左上角和右上角各裝有一個朝前的紅外傳感器用來檢測距離，前面邊沿處裝有接觸式開關(guān)電路。當(dāng)掃地機執(zhí)行清掃任務(wù)時，如果紅外傳感器檢測的距離不在主控制器設(shè)置的范圍內(nèi)，這時主控制器以接觸式開關(guān)電路采集的信息為主，響應(yīng)控制方案，輸出執(zhí)行信息給執(zhí)行系統(tǒng)完成準(zhǔn)確避障。掃地機上的紅外傳感器還能分辨出掃地機是沿墻清掃還是探地清掃，探地清掃的速度比沿墻清掃的速度快，從而減少掃地機的電量消耗。按鍵電路用來預(yù)設(shè)清掃時間。4．提綱:第一章緒論1.1研究背景及意義1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1.3論文研究的主要內(nèi)容1.4論文章節(jié)安排第2章系統(tǒng)總體方案2.1路徑規(guī)劃的衡量標(biāo)準(zhǔn)及意義2.2常用的路徑規(guī)劃方案2.3路徑規(guī)劃方案探討2.4避障方法2.5系統(tǒng)硬件體系2.6系統(tǒng)軟件體系第3章系統(tǒng)硬件組成3.1主控模塊系統(tǒng)3.2信息采集系統(tǒng)3.2.1外部信息采集3.2.2自身狀態(tài)信息采集3.2.3運動信息采集3.3執(zhí)行系統(tǒng)3.3.1電機驅(qū)動電路3.3.2穩(wěn)壓電路第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1信息采集系統(tǒng)程序設(shè)計4.1.1超聲波驅(qū)動程序4.1.2陀螺儀及加速度計驅(qū)動程序4.1.3光電編碼驅(qū)動程序4.2信息整合與路徑優(yōu)化4.2.1柵格