具有避障功能的小型地面移动机器人
自动避障机器人

自动避障机器人简介自动避障机器人是一种能够自主完成避障操作的机器人。
它采用了激光或红外线等传感器来获取周围环境的信息,并通过算法对信息进行处理和分析,实现避障功能。
自动避障机器人广泛应用于工业生产、物流、家庭服务等领域,为人们带来了巨大的便利。
工作原理自动避障机器人的工作原理主要基于以下几个方面:传感器自动避障机器人通常采用激光或红外线等传感器来获取周围环境的信息。
这些传感器能够测量距离和方向,并将数据传输给机器人的控制系统。
控制系统机器人的控制系统通常采用微处理器或单片机等计算设备。
控制系统通过算法对传感器获取的数据进行处理和分析,并根据分析结果进行决策。
驱动系统驱动系统是机器人能够移动的关键。
自动避障机器人通常采用电机或液压系统等方式驱动轮子或履带。
算法自动避障机器人的算法决定了它能否有效地完成避障操作。
算法通常基于机器学习、模式识别与跟踪、传感器融合等原理,以提高机器人的自主决策能力。
经典算法以下是一些经典的自动避障机器人算法:前向障碍物检测前向障碍物检测是机器人检测前方障碍物的经典算法。
检测到障碍物后,机器人会通过分析前方空间来决定该如何避障。
微分转向微分转向是机器人在遇到障碍时自动转向的算法。
它基于机器人前进速度的微分值,当机器人遇到阻碍时,它会自动转向以避开障碍。
压缩传感器网络压缩传感器网络是一种通过融合不同类型的传感器数据,并通过算法处理、压缩,减少环境信息冗余的算法。
它可以提高机器人的自主决策能力,并增强避障效果。
应用领域自动避障机器人在以下领域得到了广泛应用:工业生产自动避障机器人在工业生产线上可以完成大量的物流任务,如零件搬运、生产线清洁等。
物流自动避障机器人用于仓库内部或流水线上的物品搬运,具有速度快、效率高等优势。
家庭服务自动避障机器人在家庭服务领域的应用不断增加。
它们可以用于家政服务、地面清洁等领域。
未来展望随着技术的不断发展,自动避障机器人的应用领域将继续扩大。
未来的机器人将具有更强的自主决策能力,并与物联网、云计算等技术相结合,进一步提高机器人的智能化和效率。
【清华大学出版社】《信息科技》五年级上册第三单元第2课《避障机器人-感知障碍与行动规划》课件

以避障机器人为例,避障机器人需要具有感知障碍物的能力,能够通过对 障碍物的距离判断来规划行走路线。比如在机器人行进过程中,当前方有障 碍物挡住前进的道路时,机器人可以转弯以避开障碍物,再继续前进,如图 3.2.1所示。因此,避障机器人的功能可以归结为自动行走、感知障碍物并显 示与障碍物之间距离、躲避障碍物等基础功能。
如,摄像头就是一种图像传感器,它可以将外界的图像转化为数字信号,让计算机能够
功处能理和设分计析:。编选码择就合像是适一的个移神秘动的功密能码世设界计。、它虽感然知看功不见能摸设不计着,、却控在制计算功机能的、世 交 互界功里起能着等非。常重要的作用。
材料选择:机身材料轻便、电子元件质量可靠工具配件。
图3.2.3 超声波传感器
03
新知讲解
超声波传感器的工作原理(见图3.2.4)是从发射探头发射超声波,超声波会在 空气中传播,当遇到障碍物时会将超声波反弹回来,根据发射和接收的时间差及 声波的传输速度,从而计算出超声波与障碍物之间的距离。
超声波 发射探头
超 声 波
传
感
超声波 器
接收探头
距离值
障 碍 物
图3.2.4 超声波传感器的工作原理
整清洁方式,紧急救援在紧急情况下,能够拨打急救电话或联系家人。 社交互动功能:陪伴主人参加社交活动,如聚会、旅行等。
03
新知讲解
二、知识准备
机器人的工作过程(见图 3.2.2)一般是通过感知系统(输入)获取外部信息,然后
地平线 j6e 参数

地平线 j6e 参数
地平线J6E是一款智能机器人,具有丰富的功能和特性。
首先,让我们从外观和硬件参数方面来看。
地平线J6E采用了精巧的外观
设计,配备了多种传感器和执行器,包括摄像头、激光雷达、触摸
传感器、声纳等,这些硬件设备使其能够感知周围环境并执行各种
任务。
其次,地平线J6E还具有强大的软件系统和人工智能算法。
它
可以进行语音识别和自然语言处理,能够与人进行交流和对话;同时,它还具备视觉识别能力,能够识别物体、人脸等,并做出相应
的反应和动作。
除此之外,地平线J6E还支持自主导航和路径规划,能够在室
内环境中自主移动和执行任务。
它还可以与其他设备和系统进行接
口对接,实现更复杂的应用场景,比如在工业生产线上协同作业、
在医疗机构中辅助医生诊断等。
总的来说,地平线J6E是一款功能强大的智能机器人,具有丰
富的硬件设备和软件功能,能够应用于多个领域,为人们的生活和
工作带来便利和智能化体验。
智能循迹搬运机器人ppt

基于机器学习的路径规划算法优化
2
搬运机器人硬件系统搭建与实验
3
THANK YOU.
系统调试
通过测试和调试来验证系统的正确性和可靠性,包括搬运任 务测试、循迹测试等。
05
实验结果和分析
实验设定和数据收集
实验场地
选择一块长10米,宽5米的平坦场地,场地一端 放置起点,另一端放置终点。
实验设备
智能循迹搬运机器人,具有循迹、避障、搬运等 功能。
数据收集
在实验中收集机器人的运行数据,包括循迹时间 、搬运距离、搬运时间等。
A*算法
最常用的路径规划算法之一,通过评估每个可能的路径,找出最优路径。
Dijkstra算法
适用于没有负权重的图,找出从起点到终点的最短路径。
RRT*算法
适用于解决实时的、在线的路径规划问题,能在复杂环境中找到有效路径。
运动控制技术
PID控制
广泛应用于机器人运动控制中,通过调整比例、 积分和微分参数,实现精确的位置和速度控制。
轨迹跟踪控制
通过预瞄距离和速度,控制机器人按照预定轨迹 运动。
摩擦补偿
考虑地面摩擦力对机器人运动的影响,通过补偿 摩擦力,提高机器人的运动精度。
人工智能技术在智能循迹搬运机器人的应用
深度学习
用于识别环境中的物体和地形,以及预测未来可能发生的情况。
强化学习
用于训练机器人在复杂环境中的决策能力,使其能够自我学习和 优化决策。
02
智能循迹搬运机器人概述
智能循迹搬运机器人的工作原理
01
传感器检测
智能循迹搬运机器人通过装载的传感器检测地面材质、颜色、纹理等
信息,识别并跟踪指定的路径。
02
移动机器人导航与避障技术研究

移动机器人导航与避障技术研究随着人工智能与机器人技术的飞速发展,移动机器人作为一种具有重要应用潜力的智能装备逐渐走进了人们的日常生活。
其中,移动机器人导航与避障技术是使机器人能够自主移动、感知环境并避免障碍的关键。
一、移动机器人导航技术移动机器人导航技术旨在实现机器人在未知环境中自主导航或按照既定路径进行移动。
这需要机器人能够获取环境信息、定位自身位置并规划合适的行动策略。
目前,常用的导航技术包括建图与定位、路径规划与控制等。
1. 建图与定位机器人建图是指通过感知环境获取地图信息的过程。
常见的建图方法包括激光雷达、视觉传感器等多种传感器融合技术,可以获取环境的二维或三维信息。
而定位技术则是指确定机器人在已知地图上的具体位置,常用的定位方法包括全球定位系统(GPS)、惯性导航系统(INS)以及视觉标志物识别等。
2. 路径规划与控制路径规划与控制是指根据感知到的环境信息,通过算法决策机器人从当前位置到达目标位置的最佳路径。
常见的路径规划算法包括最短路径算法、A*算法、D*算法等。
控制部分则主要涉及机器人运动学和动力学模型,通过控制机器人的轮速实现路径跟踪与避障。
二、移动机器人避障技术移动机器人在导航过程中必须能够感知并避开障碍物,以确保安全行驶。
避障技术可以分为感知和决策两个环节。
1. 感知机器人的感知系统主要通过激光雷达、摄像头等传感器实时获取周围环境信息,如障碍物的位置、形状和大小等。
通过对感知到的环境数据进行处理和分析,机器人可以得出障碍物的相关特征,并进行障碍物的分类与识别。
2. 决策决策环节是将感知到的环境信息转化为行动策略的过程。
机器人可以根据避障算法判断障碍物的威胁程度,并选择避开或绕过障碍的最优路径。
常见的避障算法有基于规则的方法、基于模型的方法以及基于学习的方法。
三、移动机器人导航与避障技术应用移动机器人导航与避障技术具有广泛的应用前景,为工业生产、服务机器人、智能家居等领域提供了全新的解决方案。
介绍扫地机器人的资料

介绍扫地机器人的资料扫地机器人是一种智能家居设备,它可以通过自动清扫地面来减轻人们的家务负担。
以下是关于扫地机器人的详细资料:1.结构与组成:扫地机器人主要由以下几个部分组成:•主机:通常是一个圆盘形状的小型机器人,上面装有各种传感器和清洁装置。
主机内部通常包含控制电路、电机、电池、电源等核心部件。
•传感器:用于感知周围环境,如障碍物、家具等。
常见的传感器包括红外线传感器、超声波传感器等。
•清洁装置:包括吸尘器、拖地装置等,用于清扫地面。
•导航系统:用于规划清扫路径,通常由内置的陀螺仪和加速器组成。
•充电座:用于给扫地机器人充电。
2.工作原理:扫地机器人工作时,首先会通过传感器感知周围环境,然后根据预设的清扫路径或手动设置的路径进行清扫。
当遇到障碍物时,机器人会通过避障算法自动调整清扫路径,避免碰撞。
清扫完成后,扫地机器人会返回充电座充电,等待下一次清扫。
3.功能与特点:扫地机器人的功能和特点因品牌和型号而异,但通常具有以下功能:•自动清扫:扫地机器人可以自动清扫地面,无需人工干预。
•避障功能:通过传感器和避障算法,扫地机器人可以避免碰撞家具等障碍物。
•定时清扫:部分扫地机器人支持定时清扫功能,可以在指定时间自动开始清扫。
•吸尘和拖地:部分高端扫地机器人配备了吸尘和拖地装置,可以同时完成吸尘和拖地任务。
•智能控制:可以通过手机APP或其他智能家居控制系统控制扫地机器人。
•噪音控制:多数扫地机器人都配备了噪音控制技术,以降低工作时的噪音。
•电池续航:多数扫地机器人都配备了高性能电池和大容量电芯,以延长续航时间。
4.使用与维护:使用扫地机器人时,需要注意以下几点:•在使用前,应将地面上的大型障碍物(如家具)移开,以免阻碍扫地机器人的清扫。
•在清扫过程中,如果需要暂停或更改设置,可以通过手机APP 或其他智能家居控制系统进行操作。
•在清扫完成后,应及时清理集尘盒和拖布等部件,以保证机器人的清洁和性能。
具有越障和避障功能的小型移动机器人设计
具有越障和避障功能的小型移动机器人设计高绪祥;刘静;赵晓辉【摘要】针对在复杂环境下对移动机器人的运动要求,采用行星轮传动机构设计一种具有越障和避障功能的移动机器人,对越障和避障过程进行性能分析,确定机器人的最大越障高度和最大转向半径.【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2010(023)004【总页数】3页(P71-72,77)【关键词】移动机器人;越障;避障;机构;性能分析【作者】高绪祥;刘静;赵晓辉【作者单位】铜陵有色金属集团铜冠物流有限公司,安徽,铜陵,244000;江西理工大学,机电工程学院,江西,赣州,341000;江西理工大学,机电工程学院,江西,赣州,341000【正文语种】中文【中图分类】TP241 引言用于军事侦察,反恐防暴,火场探测,有毒、易燃易爆场合抢险等危险作业的小型移动机器人,以其体积小、成本低、生存能力强、运动灵活等特点成为移动机器人研究领域的又一热点[1]。
由于其工作环境复杂多变,故要求机器人既能根据复杂地形越过障碍物又能根据情况避开障碍物。
所以,研究开发具有越障和避障功能的小型移动机器人具有重要的意义。
2 机器人的设计要求(1)机器人能根据障碍物的高度做出判断,以此决定机器人采用越障或避障的移动方式。
(2)机器人轮子直径177mm,主体部分长度528mm,宽度490mm,高度291mm,整机重量20kg。
3 越障机器人机构组成越障机器人系统由行星轮组件、转向组件、减震组件、离合装置等组成,越障机构组成,如图1所示。
图1 越障机构组成(1)行星轮组件行星轮组件由大齿轮、小齿轮、大齿轮中心架、齿轮支托、链轮、齿轮轴和轮盖组成,如图2所示。
大齿轮中心架和轮盖用螺栓连接,链轮、小齿轮和轴之间用键连接[2]。
内齿轮通过驱动轮轴和车体固接,承载车身的重量,并由电机通过减速机构驱动其转动,为主动轮;外齿轮空载且不受驱动作用,在外齿轮的啮合力作用下匀速转动,为被动轮。
图2 越障机器人行星轮机构组成(2)减震组件越障机器人在实现越障、跨沟等过程中,因环境复杂,剧烈的震动会给机器人带来巨大的损坏甚至导致机器人无法移动。
扫地机器人的避开障碍物设置
扫地机器人的避开障碍物设置近年来,随着科技的不断进步,扫地机器人逐渐成为人们日常清扫的得力助手。
然而,扫地机器人在工作过程中是否能够灵活地避开各种障碍物,成为了人们关注的焦点。
本文将介绍扫地机器人的避开障碍物设置,以及目前市场上常见的几种技术和方法。
一、红外线避障技术红外线避障技术是扫地机器人常用的解决方案之一。
该技术利用红外传感器,通过发射红外线来探测障碍物的存在。
一旦机器人探测到障碍物,便会自动调整方向,避免碰撞。
这种技术相对简单,成本低廉,适用于大多数家用扫地机器人。
二、超声波避障技术超声波避障技术是扫地机器人避开障碍物的另一种常见方法。
该技术利用超声波传感器,通过发射和接收超声波信号来探测周围环境。
当机器人接收到反射回来的超声波信号时,就会意识到障碍物的存在并采取相应的避让措施。
超声波避障技术能够提供更精确的距离测量,对于避免与小尺寸障碍物的碰撞效果更好。
三、激光雷达避障技术激光雷达避障技术是目前扫地机器人市场上较为高级和智能的解决方案之一。
该技术利用激光雷达扫描周围环境,获取精确的三维地图数据。
通过与预设的地图进行对比分析,机器人能够快速准确地判断出障碍物的位置和形状,并规划最佳的路径,避开障碍物。
激光雷达避障技术具有高度自主性和准确性,能够适应复杂的环境。
四、摄像头视觉避障技术摄像头视觉避障技术是近年来扫地机器人领域的新兴技术。
该技术通过安装摄像头来实时监测周围环境,并使用图像识别和计算机视觉算法来分析识别出障碍物。
机器人可以根据识别出的障碍物信息进行相应的避让动作。
摄像头视觉避障技术具有较高的灵活性和智能化,能够应对各种复杂的障碍物情况。
在实际应用中,扫地机器人通常会结合多种避障技术,以提高整体性能和稳定性。
例如,将红外线和超声波技术结合使用,可以在不同场景下灵活适应。
同时,机器人还可以通过软件算法不断学习和优化,提升避障效果。
总结起来,扫地机器人的避开障碍物设置是基于各种传感技术的综合运用。
基于STM32的智能循迹避障小车
基于STM32的智能循迹避障小车智能循迹避障小车是一种集现代化感知、识别、控制技术于一体的智能移动装备,具有智能感知环境、辨别地形、自主规避、遥控操作等功能。
该设计基于STM32的智能循迹避障小车是一种小型、可控、智能的模型车辆,可以在智能系统的嵌入式控制下完成识别、规划和移动等功能。
下面,我们来详细了解一下这一小车的设计原理和实现方法。
一、设计原理1.感知与识别智能循迹避障小车依靠红外线接收传感器、超声波传感器和跟随模块等方法实现环境信息感知。
其中,红外线接收传感器主要用于测距、循迹和防碰撞,是智能车的核心部件之一。
超声波传感器则主要用于测距和障碍物检测。
最后,跟随模块则可以实现人机交互和远程控制等功能。
2.规划与运动智能循迹避障小车依靠STM32F103系列控制器实现系统核心控制和数据处理功能。
控制器通过程序设计,可令小车具备自主规划和运动等功能。
例如,小车运动状态由传感器所获取的数据信息时刻检测,智能程序实现自主决策和执行,从而实现智能移动。
3.控制与响应智能循迹避障小车具备多种控制方式,包括自主模式、手动控制模式和远程控制模式。
采用自主模式时,小车可以根据程序预设的路径自主运动。
采用手动控制模式时,用户可以通过遥控器控制小车的方向、速度等参数。
采用远程控制模式时,用户可以通过远程控制设备对小车的状况进行实时监控和调整。
二、实现方法1.硬件设计小车核心板采用STM32F103C8T6控制器,主频为72MHz,容量为64KB。
其它外设包括有超声波传感器、红外线接收传感器、电机驱动模块、步进电机和轮子等。
整个系统电路图如下图所示。
2.软件设计该项目采用Keil5.13开发平台,编程语言为C语言。
系统程序分为三部分,分别是超声波测距和障碍检测、红外线感知和循迹、电机控制和小车移动。
(1)超声波测距和障碍检测超声波测距和障碍检测程序主要实现对前方距离的测量和对障碍物的检测。
程序流程如下:初始化模块和时钟;配置GPIO口;设置定时器并启动;发送触发脉冲;接收回波并计算距离。
智能循迹避障小车设计说明
智能循迹避障小车设计说明
一、前言
智能循迹避障小车是一种使用智能科学技术控制的小型机器人,它可以实现自主循迹路径,避障等功能。
目前,智能循迹避障小车已经成为机器人领域的一个重要研究对象,因为它在工业自动化,服务机器人,教育科研,安防监控等领域具有广泛的应用前景。
本文首先介绍智能循迹避障小车的组成结构以及其主要控制系统,并介绍其核心算法:循迹算法、避障算法以及路径规划算法。
最后,本文还将介绍智能循迹避障小车的应用前景。
二、智能循迹避障小车结构及控制系统
智能循迹避障小车是由电机、接收器、传感器等组成的小型机器人。
它的主要控制系统由微处理器,控制板,传感器,电机驱动器,定位器,电池等组成。
其中,微处理器是智能循迹避障小车的核心控制部件,它负责控制和协调整个系统的工作,是小车实现智能控制的基础。
它可以完成小车自主导航的控制,使小车自行实现向指定点前进,避开障碍物以及避免崩溃。
传感器可以检测所处环境的信息,包括距离、方向、颜色等。
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Ke r s y wo d :mo i o o ; b t c e a o d n e c n r 1 b l r b t o s a l v i a c ; o to e
目前 ,地 而移 动机 器人 由于其 优 越 的机 动性 和灵 活 装置 自动感知环境 , 分析环境信息 , m反应 , 做 避开障碍
轨 方 向 的 往 复 成 。 弹簧 的变 形 用 运 动 。绳 轮 总成 来 补 偿 钢 丝 绳 长 的 宽 度 保 证 2 度 的变 化 , 保证 两
套 绳 系 (01 套 绳 系 处 于 张 紧 11 l 3 n
钢 丝 绳 ) 不 缠 互
状 态 。通过 调整 螺
绕 ( 图2, 见 )同
34 钢 丝 绳 固 定 座 .
正 滑 车 由车 架 、
4个 车 轮 、 2个 背 轮 、 轮 总 成 绳
及 卜、 扶 正 块 下
钢 丝 绳 固 定 座 如图 6所示 。 钢
丝 绳 固 定 座 南 调
组成 。车 轮和 背
轮 保 证 扶 正 滑 车 只 能 作 沿 导
整 螺母 、调 整 杆 、 弹 簧 和 定 座 组
字木交i
建论 , 研发 , 设计 , 造 制
具有 避障功 小 能的 型地面 移动机器人
高绪祥 蔡伟松 , ( 同 1 陵有色金属集 团 铜冠物流有限公司, 安徽 铜 陵 2 4 0 i. 4 0 0 2江西理 工大学 机 电工程学院 , 江西 赣州 3 10 4 0 0)
F
S a l z d Gr u d M o l b twih Ob t c e Av i a c m l Si e o n bi Ro o t s a l o d n eFun t o e c in
时 设 置 了 防 止 钢 丝 绳 跳 槽 的 挡 绳 装 置 。 卜、 下 扶 块 采 用
母 和调 整 杆可 以在安 装 和使 用过 程 中调 整钢 丝绳 的张 紧
力, 便于安装 , 同时保证绳系的町靠T作 。
( 辑 启 编 迪)
作 者简介 : 杨敬源( 9 2 ) 男, 1 6 一 , 博士学位 , 教授 , 主要从 事工业设计和
探测等,使机器人能到人类无法到达的一些恶劣环境 中 业 的关 键 , 研究 意 义非 常重 大 。 其 作 业 。 避障 在机 器人 的工 作 中起着 非 常重要 的作 用 , 而 避 1 系统 总体 方案
障 的 目的就 是使 机 器 人在脱 离 人 的控 制后 能通 过 配备 的 () 1系统 目标
32 挟 正滑 车 .
3 7
换 向绳轮
扶 正 滑 车 如 图换 向绳轮 由轮座 、 、 轴 滑轮 、 挡 板 和挡绳装 置组 成 。挡板 对轴进 行轴 向定位 , 止钢 丝绳 防 跳槽 的挡绳 装置与 扶正滑 车的绳 轮总成 采用相 同的结构 。
机械 设计 制 造 方 面 的教 学科 研 工 作 。
收 稿 日期 : 0 9 1 — 0 2 0 — 2 3
黄铜 制造 , 、 上 下扶正 块合在 一起对光 杆进行 径 向的扶正 。
5 i 工程师 21 年第4 6 机械 00 期
字 木交 i 赢
理 论 , 发 , 计 , 造 研 设 制
sz d g o n mo ie r b t wi u mo n i g o sa l u c i n wa d s g e . h c a im d sg n i o t l ie r u d b l o o t s r u tn b t c e f n to s e i n d T e me h n s h e in a d t c nr s o r a i a in w r e c i e . e lz t e e d s rp d o
G AO u- a CA IW e-s ng X xi ng , i o
(1F n ln ne ru tl o pCo pe o g sisCo, d, n ln 44 0 ,Chn ; .c o lo c n c l .o gi gNo fro sMeasGr u p rCrwnLo itc . .To gig2 0 0 Lt ia 2S h o fMe ha ia
研 究 开 发一 种 应 用 于危 险 环境 下 的 小 型地 面 移 动机 器 人 运载 平 台 , 成 一个 既 有 高 的运 动 效 率 , 有 一定 避 形 又
障功 能 的小 型移 动机 器 人 。
a dE e t c l n ie rn , in x U iest o ce c n e h oo y Ga z u 4 0 0 C i a n lcr a gn eig Ja g i n v ri f in ea d T c n l g , n h u 3 1 0 , h n ) i E y S Ab t a t s r c :Ac o d n o t e mo i n r q ie n s Ol mo i o o s u d r d n e o s e v r n n ,a smp e a d s l c r i g t h to e u r me t i b l r b t n e a g r u n io me t i l n mal e
性 而 备 受青 睐 , 在许 多场 合 投 入 实 际应 用 , : 并 如 核丁 业 检 测 , 防 , 场探 测 , 井救 援 , 消 火 矿 有毒 、 易燃 、 易爆 场所 的
一
物, 最终 独 立完 成 任务 。 因此 , 主动 避 障是移 动 机器 人 的 个 基本 的安 全 运动 要求 ,也是 机器 人 能否 实 现 自主作