扫地机器人
扫地机器人能够自动在房间内完成地板清理工作的智能家电,它主要由三个部分组成:感知系统、决策系统和执行系统。他像一个人类一样,感知系统是他的眼睛,决策系统是他的大脑,执行系统是他的四肢。
01感知系统
感知系统是扫地机器人获取周围环境信息的部分,主要包括各种传感器和边缘算法。传感器用来测量距离、识别物体、检测状态等,边缘算法处理传感器数据。
激光雷达:用激光光束扫描周围物体,根据反射回波的时间差计算距离,生成三维地图,并且通过SLAM(同时定位与建图)技术来实现自主导航。
视觉相机:用光学装置和非接触式传感器拍摄物体图像,结合深度学习网络和目标检测算法进行识别和测距。视觉相机采集的特征点比较丰富和多样,可以提高识别和避障的能力。
IMU(惯性测量单元):由陀螺仪、加速度计和电子罗盘等组成,用来实时检测扫地机器人的运动变化信息,如角速率、加速度、方位等。
除此之外还有碰撞传感器、悬崖传感器、防过热传感器、尘盒防满传感器等。
02决策系统
决策系统是扫地机器人根据感知信息制定清扫策略的部分,主要包括导航系统、清扫路线规划和避障算法。
导航系统是用来定位和建图的部分,根据不同的导航方式,可以分为惯性导航、视觉导航和激光导航等。惯性导航是根据默认的路线去做清扫工作,仅仅通过碰撞转移方向,也就是说直着往前冲,碰到障碍物之后就转向,没有全局观,在稍复杂的环境下容易打转;
视觉导航就要聪明得多,通过光线探测生成全屋地图,再智能化生成清扫路线,但受光源强弱和透明物体影响较大;激光导航最高明,激光探测周边环境,不受光源影响,能扫描的范围更大,生成的地图更精准。
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清扫路线规划一般采用 Z 字形或蛇形的方式,以提高清扫效率和覆盖率。
03执行系统
执行系统是扫地机器人根据决策结果进行清扫动作的部分,主要包括电机、边刷、滚刷、吸口、尘盒等。
电机提供动力,一般有主电机和辅助电机两种,主电机负责驱动轮子转动,辅助电机负责驱动边刷和滚刷转动。
此外还有滚刷、底盘、外壳等部分。
以上就是一个包含许多自动化知识的智能扫地机器人啦,相信你一定能从这篇文章中学到一些科普知识!