成果名称：基于蓝牙技术全方位移动智能吸尘机器人
申请单位：江南大学
成果编号：鉴字[教SW2007]第094号
鉴定日期：2007.11.21
学 科：13、电子通讯
成果简介：
地面的清扫工作一直是一项繁重的体力劳动，人工清扫费时、费力且工作效率低，将机器人用于清扫服务，具有广阔的应用前景。相比于类人双足机器人，轮式移动机器人具有较高的运动特性，尤其是全方位移动机器人，在无须转向的前提下完成向任意方向的移动，适合与非常狭小的空间。本项目研究针对智能吸尘机器人，详细设计并实现了全方位移动机器人运动平台结构及其控制器、机械手及其吸尘机构、蓝牙无线通信和视觉目标定位与识别系统的设计和实现。
系统的控制器采用DSP+CPLD的结构，其中DSP（TMS320LF2407）用来控制机械手以及产生驱动电机所需的PWM，4个无刷直流电机采取4个独立的控制信号，这样的优点是机器人各轮速可独立闭环控制，车体的转弯半径为0，控制灵活，实现全方位运动。CPLD扩展PWM，并整合电机反馈的霍尔信号供DSP以实现对速度的检测。
机械手采用三自由度结构，可根据具体需要进行调整。选用TowerProMG995舵机作为机械手的驱动电机，每个舵机给以5V的驱动电压，经过八D型触发器HC273后接至舵机的信号线，可适应机器人机械手角度的不断变化，并能在规定时间内保持该角度不变。吸尘器由USB微型吸尘器改装成，提供5V电源，将其开关改由继电器控制，继电器由DSP的I/O口输出高电平进行控制。
在通信模块设计中，采用蓝牙技术作为无线通信手段，把从串口接收的数据转换成符合蓝牙协议的数据，然后发送到对方的蓝牙设备，并将从对方蓝牙设备接收的蓝牙数据包转换成串口数据发送给设备，实现机器人与决策主机的无线通讯，具有功耗小，传输稳定、可靠、安全的技术特性。
视觉系统主要目标是对机器人和工作区进行识别和定位，为决策系统进行路径规划和动作决策提供位置信息。系统上位机基于颜色空间，通过彩色图像处理和分析技术提取目标特征，结合滤波跟踪算法，实现机器人自身的定位和对障碍的跟踪，并将自身的位姿信息和障碍的运动状态信息传送给决策系统，以实现机器人路径规划。
实验证明，智能吸尘机器人能在一定区域内，及时发现脏物并自动前往清除，平时则停留在预先设定的充电区域，等待行动，完成馈电时自动充电，脏物满箱自动倾倒等一系列智能化的动作。
