智能吸尘器传感器布局及其避障策略研究

【摘要】智能吸尘器能够在陌生复杂环境中完成全方位无死角清扫，完全依赖于多种传感器合理布局的相互配合。本文介绍了几种由简单到复杂的布局方案及其对应避障行走策略。

【关键词】吸尘器;智能;传感器;避障

Abstract：intelligent cleaner can in a strange environment to complete the complex full range and no dead corner cleaning，cooperate fully dependent on the rational distribution of a plurality of sensor.This paper introduces several by the layout scheme of simple to complex and its corresponding avoidance running strategy.

Keywords：cleane;intelligent;sensor;obstacle avoidance

1.引言

智能吸尘器是一种无需人为干预即可完成对所处环境的侦测并完成预定清扫任务的全智能家用电器，由于其优良的工作性能儿获得了广大消费者的青睐和关注，但目前的智能吸尘器仍存在诸如覆盖率不高、避障能力有限、价格持续居高不下等亟待完善解决的问题，针对该问题下文提出了几种可供参考的设计方案。

2.智能吸尘器的总体设计方案

智能吸尘器自启动后，传感器采集到的相关数据交由微处理器MCU进行综合分析判断，再根据分析结果驱动两电机，完成吸尘器自身姿态的校正任务。本文由于采用了多种不同类型的传感器，所占用的单片机片上资源也各不相同，为了很好的完成不同方案下的任务，我们采用了STC89C52和MC9S12两种单片机;吸尘器的机身采用了两驱一辅的圆盘设计，这样的设计可以很好的保障机器行走的灵活性，减小自身的摩擦阻力;吸尘器的外盒及其支撑材料均由铝合金和ABS工程塑料构成，可大大降低机器的重量;内置了陀螺仪、超声波传感器、红外传感器、接近开关、电子罗盘等模块，可用于采集机器的各种运行参数，及时的修正自身的运动轨迹，充分保障系统运行的安全性和稳定性。图1是对智能吸尘器设计的简单逻辑描述。

图1 智能吸尘器整体布局

3.传感器设计方案

3.1 红外传感器

红外传感系统是用红外线为信息传播介质的测量感知系统，采用发射固定波长的红外线并接收同一波长的回波信号。常见传感器有红外对管等。有点：原理构造简单，探测角度小，方向性强，灵敏度较高;缺点：容易受到光照强度、灰尘、雾霾等因素影响，所以，综合上述优缺点分析，其单独使用往往不能很好的满足我们的控制精度。

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