開題報(bào)告-基于Stm32掃地機(jī)器人的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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(shí)智能機(jī)器人的研究也越來越受到人們的重視，其中智能掃地機(jī)器人正逐步進(jìn)入人們的日常生活。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著國(guó)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(chǎng).上的智能掃地機(jī)器人開始涌入國(guó)內(nèi)，并逐漸地被人們所接受;可以預(yù)見，智能掃地機(jī)器人將會(huì)像普通家電一樣成為每個(gè)家庭必備的幫手，產(chǎn)品也會(huì)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(jī)器人步入各種應(yīng)用場(chǎng)所的同時(shí)，對(duì)其性價(jià)比，使用便捷性，可靠性等都提出了新的要求，因此設(shè)計(jì)一款符合理論又能迎合市場(chǎng)要求的智能掃地機(jī)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(jī)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(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使掃地機(jī)器人實(shí)現(xiàn)清掃作業(yè)。在研究和分析現(xiàn)有掃地機(jī)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(cè)試效果。對(duì)系統(tǒng)硬件如MPU-6050、超聲波、驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行硬件驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。軟件實(shí)現(xiàn)PID控制算法并調(diào)試。3．重點(diǎn)和難點(diǎn)及解決方法:重點(diǎn)和難點(diǎn)掃地機(jī)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(qiáng)度不同，會(huì)導(dǎo)致紅外傳感器檢測(cè)的距離不準(zhǔn)從而使掃地機(jī)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(bǔ)紅外傳感器探測(cè)障礙物時(shí)的不足，掃地機(jī)的左上角和右上角各裝有一個(gè)朝前的紅外傳感器用來檢測(cè)距離，前面邊沿處裝有接觸式開關(guān)電路。當(dāng)掃地機(jī)執(zhí)行清掃任務(wù)時(shí)，如果紅外傳感器檢測(cè)的距離不在主控制器設(shè)置的范圍內(nèi)，這時(shí)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(jī)上的紅外傳感器還能分辨出掃地機(jī)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(jī)的電量消耗。按鍵電路用來預(yù)設(shè)清掃時(shí)間。4．提綱:第一章緒論1.1研究背景及意義1.2國(guó)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(yùn)動(dòng)信息采集3.3執(zhí)行系統(tǒng)3.3.1電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路3.3.2穩(wěn)壓電路第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1信息采集系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)4.1.1超聲波驅(qū)動(dòng)程序4.1.2陀螺儀及加速度計(jì)驅(qū)動(dòng)程序4.1.3光電編碼驅(qū)動(dòng)程序4.2信息整合與路徑優(yōu)化4.2.1柵格