嵌入式滅火機器人智能控制系統(tǒng)的研究與應用.pdf

1、消防設(shè)備須具備兩個功能：第一，快，從火警發(fā)出到執(zhí)行滅火需在最短的時間內(nèi)完成，以減少過火損失；第二，準，能夠準確識別起火點，以提高滅火效率。智能滅火機器人的出現(xiàn)使得人類對于火災實時檢測、快速響應和處置的能力有大幅提升，對降低因災損失具有重要意義。本文以小型滅火機器人的研究與應用為基礎(chǔ)，以基于ARM的嵌入式系統(tǒng)為硬件平臺，結(jié)合傳感器技術(shù)、控制技術(shù)和數(shù)據(jù)融合，實現(xiàn)路徑尋優(yōu)規(guī)劃、自動測距避障和火源定位滅火，借以提升滅火機器人的自動化、智能化水平

2、，使其能在更大的時空范圍內(nèi)得到推廣應用。
　　文章首先介紹了滅火機器人的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，現(xiàn)階段滅火機器人還存在路徑規(guī)劃不完善、避障能力不足、火源定位困難、價格昂貴、維修保養(yǎng)復雜等缺點和不足，在一定程度上制約了滅火機器人的推廣應用。為此，本文將主要從三個方面提出改進方案：
　　路徑規(guī)劃方面：首先，利用柵格地圖法創(chuàng)建工作環(huán)境；然后，主要從路徑搜索策略、優(yōu)化方法和信息素更新三個方面對蟻群算法進行改進，以獲得一條轉(zhuǎn)折次數(shù)更少、綜合效

3、率更高的點對點路徑。仿真結(jié)果表明，通過以上改進能有效提升路徑質(zhì)量，可有效降低路徑搜尋時間。在障礙物檢測方面：采用超聲波傳感器和紅外傳感器實現(xiàn)測距長短結(jié)合優(yōu)勢互補，以自適應加權(quán)法對多傳感器采集的數(shù)據(jù)進行信息融合處理，以獲得準確的障礙物距離信息，為機器人移動避障提供有效支撐?；鹪炊ㄎ环矫妫翰捎脝纹瑱C數(shù)字I/O口輪詢火焰?zhèn)鞲衅?，根?jù)電平變化定位火源方位；使用最小二乘法將火焰距離與單片機采集到的模擬電壓轉(zhuǎn)換值之間的關(guān)系曲線擬合，得到穩(wěn)定的數(shù)學模