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嵌入式灭火机器人智能控制系统的研究与应用

更新时间：2020-03-18 16:42:37 大小：3M 上传用户：xiaohei1810查看TA发布的资源 标签：嵌入式灭火机器人 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

消防设备须具备两个功能：第一，快，从火警发出到执行灭火需在最短的时间内完成，以减少过火损失；第二，准，能够准确识别起火点，以提高灭火效率。智能灭火机器人的出现使得人类对于火灾实时检测、快速响应和处置的能力有大幅提升，对降低因灾损失具有重要意义。本文以小型灭火机器人的研究与应用为基础，以基于ARM的嵌入式系统为硬件平台，结合传感器技术、控制技术和数据融合，实现路径寻优规划、自动测距避障和火源定位灭火，借以提升灭火机器人的自动化、智能化水平，使其能在更大的时空范围内得到推广应用。

  文章首先介绍了灭火机器人的国内外发展现状，现阶段灭火机器人还存在路径规划不完善、避障能力不足、火源定位困难、价格昂贵、维修保养复杂等缺点和不足，在一定程度上制约了灭火机器人的推广应用。为此，本文将主要从三个方面提出改进方案：

  路径规划方面：首先，利用栅格地图法创建工作环境；然后，主要从路径搜索策略、优化方法和信息素更新三个方面对蚁群算法进行改进，以获得一条转折次数更少、综合效率更高的点对点路径。仿真结果表明，通过以上改进能有效提升路径质量，可有效降低路径搜寻时间。在障碍物检测方面：采用超声波传感器和红外传感器实现测距长短结合优势互补，以自适应加权法对多传感器采集的数据进行信息融合处理，以获得准确的障碍物距离信息，为机器人移动避障提供有效支撑。火源定位方面：采用单片机数字I/O口轮询火焰传感器，根据电平变化定位火源方位；使用最小二乘法将火焰距离与单片机采集到的模拟电压转换值之间的关系曲线拟合，得到稳定的数学模型，实现火焰距离准确测定。最终为灭火机器人高效灭火提供保障。

  最后，制作了一款以RP5小车为载体，结合大量传感器，运用arm-linux嵌入式操作系统的智能灭火机器人。该装置具有小巧灵活的特点，在模拟的灭火场景下，具有较强的运动避障和火源定位灭火能力。

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