基于惯性导航与立体视觉的风管清扫机器人同时定位与地图创建方法

风管清扫机器人是用于完成中央空调通风管道系统清扫工作的一种自动化设备,为提高其在庞大且封闭的未知通风管道网络中的自主导航能力,提出一种低成本的机器人同时定位与地图创建解决方案。该方案结合惯性测量单元的高速动态性能及双目立体视觉传感器良好的环境感知能力,通过采用Rao-Blackwellized粒子滤波方法融合两种传感器的测量信息,可以有效地抑制惯性传感器的漂移,快速地估计机器人三维的位置、姿态和速度,并且获取稳定的环境视觉路标信息,能够满足风管清扫机器人同时定位和地图创建的要求。同时,为确保视觉路标关联的鲁棒性,提出一种双向的基于几何相容性及路标视觉特征相结合的数据关联方法。试验结果证明所提的同时定位与地图创建方案和数据关联法的有效性。

日本的几种空调风管清扫工法

介绍了日本几种典型的空调风管清扫工法以及风管污染诊断、建议清扫周期和清扫效果检验。列出了日本几家开展空调风管清扫业务的企业。

基于超声波传感器的风管清扫机器人避障功能设计

为解决风管清扫机器人在工作过程中容易与风管壁面发生碰撞的现象,本文利用超声波测距技术实现了机器人的自动避障功能。首先,介绍了HR-SR04超声波集成模块的测距原理和距离校正实验。其次,介绍了机器人自动避障功能的实现方法和自动避障功能在机器人上的应用。最后,为了检验风管清扫机器人避障功能的效果,进行了相应的测试实验。实验结果证明了超声波模块能够很好地完成风管清扫机器人自动避障功能。

防护工程风管清扫机器人车载控制系统设计

为提高防护工程内部空气环境质量,针对平战两用风管清扫机器人设计了一种控制系统。首先设计了清扫机器人的电气控制方式,并绘制了机器人车载控制系统的电路框图。对车载控制系统的五个主要部分进行了设计,绘制了车载控制系统的框图,并制作了车载控制系统PCB板。将该控制系统用于清扫机器人,进行了样机的设计制作,综合性能良好。

结合光流和人工势场的风管机器人避障方法

风管清扫机器人是一种用来清扫中央空调通风管道内壁的机械手,工作环境恶劣、管道空间障碍复杂。风管清扫机器人的无碰撞运动对于实现其3D非重复接触和高速旋转刷的最优遍历清洗至关重要。以光流密度作为使用避障的光源,结合光流和人工势场法,以光流法进行障碍物检测,人工势场法进行避障规划,提出一种局部路径规划的障碍物检测及避障方法。实验结果表明,斥力势场矢量指向避开障碍物的方向,而且势场主要受障碍物的光流的影响,并由最近的障碍物来确定。通过与平衡策略方法对比,也验证了此方法的有效性。

基于人工势场的风管机器人避障方法

针对风管清扫机器人工作环境恶劣、空间障碍复杂的特点,结合风管机器人移动时机械臂联合避障的要求,提出一种基于人工势场法移动底盘和机械臂联合避障的局部行进路径规划方法。在该方法中,移动底盘依据人工势场空间合力在移动底盘平面的投影主动循迹目标位置;机械臂将障碍物斥力映射到各个关节运动平面,并按照一定规则把这些映射量转换成关节的控制量,最后机械臂依据此控制量被动自主避障。仿真实验表明,该避障方法使管道移动机械臂顺利避开支柱障碍到达目标位置。