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毕业设计（论文）题目：基于MF09的智能清洁机器人的设计与实现姓名宋涛准考证号058911221062专业计算机网络管理专科院校苏州市职业大学指导教师刘昭斌南京航空航天大学2013年4月目录摘要 (1)前言 (2)第1章概述 (3)1.1 项目背景 (3)1.2 国际机器人发展状况 (4)1.3 国内机器人发展状况 (4)1.4 家用吸尘机器人 (5)1.5 本文工作梳理 (5)第2章基于MF09智能吸尘机器人的设计 (6)2.1 项目介绍 (6)2.1.1 项目比赛场地 (6)2.1.2 项目实现要求 (7)2.1.3 项目规则控制 (7)2.2设计方案 (8)2.2.1体型改装（基于MF09灭火机器人） (8)2.2.2传感器实施 (10)2.3开发环境 (11)2.3.1 开发环境简介 (11)2.3.2 程序的下载 (13)2.4关键技术 (14)2.4.1 路径规划 (14)2.4.2 多传感器融合 (15)第3章吸尘机器人的硬件分析 (16)3.1 智能吸尘机器人的核心处理器 (16)3.1.1 认识核心微处理器 (16)3.1.2 微处理器的项目优势 (16)3.2 控制器系统 (17)3.2.1 智能吸尘机器人整体架构 (17)3.2.2 大功率电机驱动器 (18)3.3 传感器介绍 (18)3.3.1 红外线测距传感器 (18)3.3.2 地面灰度传感器 (19)3.4 辅助硬件的功能增强 (19)3.4.1 液晶屏幕 (19)3.4.2 按键增强 (20)3.4.3 声控启动 (20)第4章吸尘机器人的软件设计 (22)4.1 软件设计概况 (22)4.1.1 全程软件流程图 (22)4.1.2 全程函数定义 (23)4.2 驱动支持 (23)4.2.1 硬件初始化 (23)4.2.2 电机的操纵函数 (26)4.2.3 全局参数存储 (26)4.2.4 模拟口通道信息采集 (27)4.3 项目函数详细设计 (29)4.3.1 运动的函数实现 (29)4.3.2 矫正的函数实现 (30)4.3.3 检测的函数实现 (31)第5章吸尘机器人的综合分析 (34)5.1 控制器的电路图参照 (34)5.2 创新方案 (34)5.2.1别出心裁 (35)5.2.2层出不穷 (36)5.3 取长补短 (37)5.4 改装心得 (38)第6章对于方案的思考 (39)6.1 所遇问题 (39)6.2 解决方法 (40)6.3 项目改进 (41)6.4 项目展望 (42)结束语 (I)致谢 (III)参考文献 (IV)基于MF09的智能清洁机器人的设计与实现摘要智能机器人是一个多种高新技术的集成体，它融合了机械，电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识，涉及到当今许多前沿领域的技术。
基于全自动吸尘器的设计引言全自动吸尘器是一种智能家居设备，能够自动清扫地面上的污垢和灰尘，为用户提供更加便捷的家居清洁解决方案。
本文将详细介绍基于全自动吸尘器的设计，包括其工作原理、功能特点以及相关技术。
工作原理基于全自动吸尘器的设计主要基于以下工作原理：1.避障与导航：全自动吸尘器采用激光、红外线和超声波等传感器来感知周围环境，并根据地图算法进行导航，避免碰撞和坠落。
2.吸尘与清洁：吸尘器设备搭载高效的电机和吸尘装置，能够吸入地面上的灰尘和污垢，并收集到储存盒中。
3.充电与续航：当电池电量低时，全自动吸尘器能够自动返回充电座进行充电，并在充满电后继续工作。
功能特点基于全自动吸尘器的设计具有以下功能特点：1.智能调度：全自动吸尘器能够根据用户设定的时间表进行自动清扫，无需人工干预。
2.远程操控：用户可以通过手机APP或远程控制器对全自动吸尘器进行远程操控，如启动、暂停和设置清洁计划等。
3.高效清洁：全自动吸尘器配备高效的吸尘系统和多种清洁模式，能够全面清洁地面上的灰尘和污垢。
4.自动充电：当电池电量低时，全自动吸尘器能够自动返回充电座进行充电，充满电后继续工作，无需人工干预。
5.智能避障：全自动吸尘器搭载多种传感器，能够感知周围环境，并根据地图算法进行导航，避免碰撞和坠落。
技术实现基于全自动吸尘器的设计主要依赖以下技术实现：1.传感技术：全自动吸尘器采用激光、红外线、超声波等传感器来感知周围环境，以实现避障和导航功能。
2.电池与充电技术：全自动吸尘器搭载高容量锂电池，并具备智能充电功能，能够实现自动充电和续航工作。
3.吸尘技术：全自动吸尘器配备高效的电机和吸尘装置，能够高效吸入地面上的灰尘和污垢，并存放到储存盒中。
4.算法与导航技术：全自动吸尘器采用先进的地图算法和导航技术，能够根据传感器感知到的环境信息进行智能导航和避障。
5.远程控制技术：用户可以通过手机APP或远程控制器对全自动吸尘器进行远程操控和设置清洁计划等功能。
智能家庭保洁机器人研究与设计近年来，随着人们生活质量的提高和家居环境的不断变化，智能家电得到了越来越广泛的应用。
其中，智能家庭保洁机器人也成为了人们理想生活的一部分。
智能家庭保洁机器人作为一种代替人类清扫家务的机器人，其研究和设计已经成为了一个重要的课题。
一、智能家庭保洁机器人的研究现状目前，智能家庭保洁机器人已经广泛应用于家庭环境中。
这类机器人能够根据环境数据和机器人视觉系统自主进行清扫、拖洗、吸尘等多项清洁工作。
与传统的吸尘器和扫地机相比，智能家庭保洁机器人的优势在于具有智能化、自主性和高效性等方面的特点。
智能家庭保洁机器人的研究现状主要体现在三个方面：1.机器人导航与智能识别技术的研究智能家庭保洁机器人最重要的是其导航和智能识别技术，这种技术涉及到大量的机器人技术和人工智能算法，包括图像处理、机器学习、路径规划等领域，这就需要研究者具有深厚的机器人技术和编程能力。
2.机器人传感器技术与硬件设计智能家庭保洁机器人的传感器技术也是其核心之一，包括超声波传感器、视觉传感器、基于惯性的传感器等，这些传感器的作用在于获取机器人周围环境的数据信息，用于机器人识别和规划清洁路线。
该领域也需要研究者具备扎实的硬件维护和改进能力。
3.机器人智能化控制技术机器人智能化控制技术的研究是智能家庭保洁机器人的关键性因素，其主要涉及到控制理论、自适应控制、PID控制等领域。
该领域的研究所需要的是研究者具备扎实的控制和计算机优化能力。
二、智能家庭保洁机器人的设计与应用为了让智能家庭保洁机器人能够更好地应用于家庭环境中，需要对其进行设计和应用。
智能家庭保洁机器人的设计与应用涉及到多个方面，下面分别进行探讨：1.机器人吸尘模块设计智能家庭保洁机器人的主要功能是清洁，其中吸尘模块是其最核心的功能之一，吸尘模块的设计将直接影响到机器人的性能和清洁效果。
其设计所遵循的需求是吸尘模块的高效性、低噪音、充电便捷、持久性等多方面的要求。
智能清洁机器人设计第一篇：智能清洁机器人设计传感器应用——智能清洁机器人设计成员及分工:指导老师：徐晓冬智能清洁机器人设计测控技术与仪器（2）班 CK Star 摘要：智能清洁机器人是内置智能芯片，能自动识别判断家庭环境，计算行走路径，自动清扫地面上的灰尘，自动清理毛发和碎物，低电压自动返回充电。
智能清洁机器人具有智能计算机系统、自动螺旋导航系统和传感器感应头。
可以对房间做出测量，自动清洁房间的每个角落、记录您的理想设置，避让墙壁、楼梯等障碍物，即使您把放到桌子上面它也不会掉下来。
随机配备的虚拟墙发射器可有效地阻止它进入您不想让它进入的地方。
适用范围：家庭，办公室，电脑房，可以有效清扫各种木地板、水泥地板、瓷砖地板以及短毛地毯。
采用全新智能控制系统，自动清扫，自动回充，智能分析，路径规划，智能防撞，以及遥控的功能，最终实现卫生清洁、空气净化加湿的效果。
关键词：传感器清洁机器人智能控制单片机系统目录一、背景及意义 (3)二、国内外研究现状 (3)三、总体功能 (4)四、工作主流程图 (5)五、各模块设计 (6)1、传感部分........................................................................................6 1)超声波传感器............................................................................6 2)红外测距传感器........................................................................7 3)接触式传感器............................................................................7 4)红外光电传感器 (7)2、控制部分 (8)3、驱动部分 (8)4、全方位移动机构 (9)5、吸尘及处理部分 (9)6、垃圾收集过程流程图 (11)7、电源部分 (11)六、性能参数 (12)七、结论与展望......................................................................................13 参考文献.. (14)一、背景及意义随着人们生活水平的提高，健康、舒适的家居环境越来越被更多的人所关注。
设计大纲小博聊天机器人1.1、设计目的：1.2、具体的设计要求和设计依据：1.3、设计任务：市场调研ＱＱ：２З２9７８６９８⒊2.1、市场调研计划书2.2、市场调研问题的设计2.3、调研报告资料的整理调研分析为你排忧解难3.1、市场前景的分析3.2、现有产品的评价3.3、产品设计的环境分析3.4、现有产品的分析市场定位4.1、功能定位4.2、技术定位4.3、产品设计定位设计方案5.1、设计草图5.2、最终方案设计总结小博聊天机器人1.1、设计目的：ＱＱ：２З２9７８６９８⒊面向目前家庭所用的智能清洁机器人设计。
关注家庭的细节生活品味，通过对智能清洁机器人的造型设计，让操作不再那么枯燥乏味，温馨地融入家庭环境中。
可以带来更愉快的人机交互体验，造型本身的语言就有很多值得探讨的问题。
1.2、具体的设计要求和设计依据：1.智能清洁机器人的设计不必受现有形式的束缚，可以在对未来人们生活方式的展望中任意发散思维，设计方案要有新意。
2.可从新使用方式、结构形式、造型变化、新材料的运用等多方面作为切入点进行设计。
3.清扫路径规划。
机器人能否合理的规划地面的清扫路径，在清扫到墙角或家具腿等障碍物时能否尽最大能力清扫，清扫后有无死角等。
4.多房间清扫以及限制区域功能。
一般家庭都有多个房间，机器人清洁时是否有计划的覆盖到全部的房间，同时如果有一些区域不希望被清洁，是否有方便的办法对区域进行限制。
5.一次充电的清扫面积。
一次充电后的清扫面积有多大，是否适合您家庭的面积。
6.清扫速度/充电速度。
单位面积的清扫时间，充满电需要的时间。
7.清洁时的噪声。
清洁时是否会产生噪音，噪音为多少分贝。
尤其对于以”吸”为主要清洁方式的机器来说，此项很重要，因为往往它们工作时的声音都较大。
8.机身规格。
如高度是否可以钻进常用的家具下。
9.细节上的使用体验。
如是否有中文提示、是否防跌落、是否能够自动返回充电等等。
1.3、设计任务：1、进行产品造型改变，增加产品功能性、亲和力。
生活中设计一个方便的机器人作文闲聊一下，我家那个神奇的清洁小帮手。
你知道吗，我最近买了个家用清洁机器人，简直是个小天才！
它叫“小洁”，长得圆滚滚的，特别可爱。
这小家伙，别看它小，
家里哪儿脏哪儿乱，它都能搞定。
小洁可是个智能小能手，家里那些家具、电线啥的，它都能自
动避开，完全不用我操心。
而且，它还会自己规划清扫路线，整个
家都被它照顾得井井有条。
打扫起卫生来，小洁可是个全能选手。
不仅能扫地、拖地，还
能吸尘、除螨。
你说神奇不神奇？有时候我都怀疑它是不是偷偷学
了魔法！
更厉害的是，小洁还能听懂我说话！我只要对它说一声“小洁，帮我打扫一下客厅”，它就能立刻行动起来。
简直比男朋友还贴心！
总的来说，小洁就是我家的小天使，让我的生活变得更加轻松、愉快。
如果你也想让家里变得干净整洁，不妨也试试这个小家伙吧！。
机器人智能扫地功能设计与实现近年来，随着人类科技的不断发展，智能家居已经成为了人们生活中必不可少的部分。
在诸多智能家居产品中，智能扫地机器人无疑是备受欢迎的一种。
智能扫地机器人以其高效、智能、环保的特性，越来越多地进入了人们的家庭生活中。
然而，智能扫地机器人在满足人们清洁需求的同时，也带来了一定的挑战——如何设计一套智能的、高效的扫地功能，使其能够快速而又准确地完成清洁任务。
本文将对机器人智能扫地功能的设计与实现进行探讨。
一、智能扫地机器人整体功能介绍智能扫地机器人是一种可以自主完成地面清洁工作的家用机器人。
它主要包括以下功能：1. 自主导航：智能扫地机器人能够自主识别地面环境，进行智能路径规划，避免各种障碍物，从而快速而又准确地完成清洁任务。
2. 清洁吸尘：智能扫地机器人具有高效、环保的吸尘功能，可以清洁地板、地毯等不同类型的地面。
3. 定时预约：智能扫地机器人可以设置定时任务，根据用户需求，在合适的时间完成清洁任务。
4. 自主充电：智能扫地机器人还可以自主返回充电器进行充电，避免了频繁充电的烦恼。
以上是智能扫地机器人的主要功能。
其中，清洁吸尘功能是智能扫地机器人最为核心的功能，也是设计时需要关注的部分。
二、智能扫地机器人清洁吸尘功能设计要点在设计智能扫地机器人的清洁吸尘功能时，需要关注以下要点：1. 清洁范围：需要确定智能扫地机器人的清洁范围。
一般来说，清洁范围越大，机器人的清洁效率就会越高。
2. 清洁方式：需要确定智能扫地机器人的清洁方式。
一般来说，机器人的清洁方式有干式吸尘和湿式拖地两种。
3. 吸力设计：对于干式吸尘，需要关注的是吸力设计。
一般来说，机器人的吸力越大，清洁效率就会越高。
4. 滤网材料：对于干式吸尘和湿式拖地，需要关注的是滤网材料。
合适的滤网材料可以有效过滤灰尘、杂物等，保证清洁效果。
5. 拖地设计：对于湿式拖地，还需要关注拖地设计。
合适的拖地设计可以充分湿润地面，提高清洁效果。
基于全自动吸尘器的设计随着科技的不断发展，我们生活中的许多日常家务活也逐渐被智能化和自动化所取代，其中一项就是吸尘工作的自动化。
全自动吸尘器作为智能家居中的一种技术产品，已经逐渐走进我们的生活，为我们的家居清洁提供了更方便、更快捷、更智能的解决方案。
在本文中，我们将探讨基于全自动吸尘器的设计。
## 一、基本原理全自动吸尘器是由机器人形式的清洁设备，能够依据程序、传感器、摄像头等技术手段完成地面清洁工作。
基于全自动吸尘器的设计，需要集成各种技术，包括机器人技术、视觉识别技术、路径规划技术、控制技术等等。
总体来说，全自动吸尘器需要经过以下三个基本步骤来完成清洁工作：1. 寻找出口：全自动吸尘器凭借自身传感器和涉及到的扫地机和鞋子、栅栏等进行机器视觉自动寻找里程碑清洗路线，保证床下、沙发底等不漏掉，寻找出适合它清洁的区域，包括房间边角、进口和出口等；2. 执行清洁：机器人中的吸尘部分利用中央吸引系统，收拾尘土、灰尘等环境垃圾，除尘系统保证过滤并保留了有用的空气，减少二次污染，同时也传统手动扫地无法相比的快意；3. 返回充电：机器清洁完成后，它会自动寻找回到充电站并等待充电，直到电池充满后重新执行下一次的清洁任务。
## 二、设计要素基于全自动吸尘器的设计需要考虑以下要素：### 1. 机器人平台选型机器人作为全自动吸尘器的核心部件，平台的选型直接决定着清洁器人在性能和功能上的优劣。
目前，流行的机器人平台主要有：树莓派、Arduino及其他微控制器、Android、Arduino及其他微控制器是一种强大的嵌入式开发平台，能够提供吸尘器需要的功能和稳定性。
### 2. 传感器选择机器人全自动化吸尘器需要大量的传感器来工作。
常用的传感器包括红外线传感器、超声波传感器、摄像头传感器和机械传感器。
传感器能够帮助机器人吸尘器协调自己的行动，并及时识别环境情况，为后续的清洁工作奠定基础。
### 3. 清洁器材选择全自动吸尘器的清洁效果取决于它所选择的清洁器材。
智能扫地机器人方案概述随着科技的不断发展，智能扫地机器人成为现代家庭生活的重要一员。
智能扫地机器人能够自主清扫地板、吸尘、拖地等功能，极大地减轻了人的家务负担。
本文将介绍一个智能扫地机器人方案，包括其设计原理、硬件组成和程序实现。
设计原理智能扫地机器人的设计原理主要包括智能导航和智能清扫。
智能导航通过各种传感器实现机器人的定位和导航功能，确保机器人能够准确地识别房间边界和障碍物，并规划最优的清扫路径。
智能清扫则通过精确的扫地、吸尘、拖地等技术，实现高效、全面的地面清洁。
硬件组成智能扫地机器人的硬件组成主要包括以下几个部分：主控制模块主控制模块是整个系统的核心，它负责接收和处理来自各个传感器和执行器的数据，并根据预设的算法进行导航和清扫控制。
主控制模块通常采用高性能的微处理器或单片机，以满足复杂的运算需求。
传感器传感器是智能扫地机器人的“眼睛”和“耳朵”，用于获取环境信息，实现导航和避障。
常用的传感器包括：•红外传感器：用于感知环境边界和障碍物，判断机器人的定位和导航。
•跌落传感器：探测地面的高度，防止机器人掉落。
•碰撞传感器：用于检测与物体的碰撞，避免损坏机器人和家具。
执行器执行器是智能扫地机器人的“手”和“脚”，用于执行清扫任务。
常见的执行器包括：•扫地刷：用于扫除地板上的灰尘和杂物。
•吸尘器：通过产生负压吸附灰尘和污垢。
•拖地布：用于湿拖地面，去除顽固污渍。
程序实现智能扫地机器人的程序实现主要包括导航算法和清扫算法。
导航算法导航算法负责规划机器人的最优清扫路径，以使机器人能够高效地覆盖整个房间。
常见的导航算法包括：•墙随机行走算法：机器人沿着墙边行走，遇到障碍物时转弯，以此遍历整个房间。
•迷宫算法：机器人将房间看作一个迷宫，通过搜索算法找到到达目标点的最短路径。
清扫算法清扫算法负责控制机器人的清扫行为，包括扫地刷、吸尘器和拖地布的启停控制。
清扫算法根据传感器的数据判断地面的脏污程度，并控制清扫器件的运行时间和清扫力度。
基于人工智能的自动化清洁机器人设计与实现自动化清洁机器人是一种基于人工智能的技术创新，它能够通过传感器和算法的结合，主动感知环境中的污垢，并采取相应的措施进行清洁。
本文将为您介绍基于人工智能的自动化清洁机器人的设计与实现的相关内容。
一、智能软件设计1. 环境感知算法为了使清洁机器人能够准确感知环境中的污垢，并做出相应的清洁措施，必须采用高效的环境感知算法。
该算法可以通过利用传感器获取环境信息，并通过对信息的处理和分析，实现对污垢的识别和定位。
常用的环境感知算法有计算机视觉、深度学习等，通过这些算法的应用，清洁机器人可以准确地找到并清洁污垢。
2. 路径规划算法在设计自动化清洁机器人时，路径规划算法的使用是必不可少的。
该算法能够根据环境信息和清洁机器人的运动能力，规划出机器人的清洁路径。
常见的路径规划算法有A*算法、RRT算法等，通过这些算法的运用，清洁机器人可以高效地清扫整个区域，避免重复清洁和错过清洁。
3. 自适应学习算法为了提高清洁机器人的智能化水平，可以采用自适应学习算法。
该算法能够使机器人根据不同的环境情况和清洁任务进行学习，并根据学习结果做出相应的调整。
通过自适应学习算法的应用，清洁机器人可以不断改进清洁效果，提高清洁的准确性和效率。
二、硬件设计1. 传感器传感器是自动化清洁机器人的重要组成部分。
常见的传感器包括激光雷达传感器、摄像头传感器、红外传感器等。
这些传感器能够感知环境中的障碍物、污垢等信息，并将信息传输给智能软件进行处理。
通过合理配置和使用传感器，清洁机器人可以更好地感知环境，完成清洁任务。
2. 运动控制系统运动控制系统是指清洁机器人中的驱动器、电机和控制器等组成部分。
通过这些组件的协同工作，清洁机器人可以进行灵活的移动和精确的定位。
同时，运动控制系统也需要与智能软件进行有效的通信，以实现路径规划和环境感知等功能。
3. 电池和充电系统清洁机器人需要长时间工作，并保持不间断的清洁能力，因此需要一个高效的电池和充电系统。
基于行为的智能吸尘机器人设计2011-9-16 10:42:56来源：中国计量测控网点击率：3965字号:1 引言随着计算机技术与人工智能科学的飞速发展，智能机器人技术逐渐成为现代机器人领域研究的热点。
自主吸尘机器人(ACR，autonomous cleaningrobot)作为移动式智能机器人进人家庭的典型应用，集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体，具有实用性和高科技性。
近年来，国内外已经开发出了一些面向市场的实用智能吸尘机器人。
虽然自主吸尘机器人已经形成产品并推向了市场，但在路径规划和决策等方面其智能程度采用有限的，这主要因为其有限的行为能力的制约。
目前，自主吸尘机器人的行为系统造成了自主吸尘机器人的速度较慢，定位精度不够高，影响了自主吸尘机器人的定位、路径规划和决策等，因此，开发新的行为系统就显得非常必要。
2 自主吸尘机器人行为系统的基本要求由于自主吸尘机器人工作环境和功能方面有其特殊性。
行为系统通常有以下要求：(1)具有较高的准确性，以提高系统决策的准确性。
(2)行为方式比较多样化，以增强自主吸尘机器人的自主行为能力。
(3)成本较低。
从自主吸尘机器人"Roomba"的成功可以看出，成本对于自主吸尘机器人进入普通家庭至关重要。
根据以上的要求，在微电子技术和机械设计技术迅速发展的基础上，行为系统采用伺服行为和弹道式行为作为自主吸尘机器人的主要行为方式，进行迅速反应和行为。
3.自主吸尘机器人行为系统的设计自主吸尘机器人(AutonomollsCleaningRobot，ACR)又称为清洁机器人或智能吸尘器，是移动式智能机器人进人家庭的一个典型应用。
其结合了机器人和吸尘器的核心技术，能在无人看守情况下轻松地完成实现家庭、宾馆、写字楼等室内环境的全自动清洁。
集机械学、电子技术、传感器技术、计算机技术、控制技术、机器人技术、人工智能等诸多学科为一体。
吸尘机器人作为智能移动机器人实用化发展的先行者，其研究始于20世纪80年代，他是目前家用电器领域最具挑战性的热门研发课题。
目前国内外在吸尘机器人研究开发方面已取得一定的成果，并有成品上市。
虽然自主吸尘机器人已经形成产品并推向了市场，但其性能还有待进一步提高。
l 基于行为Rodney Brooks在1986年发表的论文中提到的包容式结构表明了基于行为的编程方法的正式起源。
包容式结构：在进化过程中，人类永远不会丧失比较低级的和原始的大脑工程，而高级功能则在此基础上进行添加，因此在每个人的大脑内部都保留有类似于爬行动物的低级意识残余。
与此类似，采用基于行为的方法需要为机器人设计一系列简单行为(所谓的行为也就是通过感知信息控制执行过程的算法)，这些行为相互协调和协作，产生所需求的机器人整体行为。
系统的行为并不是完全确定的，而是包含了很多随机的东西。
执行过程并不十分稳定，但系统的整体行为是非常稳定的。
基于行为的机器人将尽可能地将传感器信息同执行过程直接连接。
具有很强的反射性：只要机器人对相关环境做出了判断，就立即采取行动。
一有信息就立即据此动作。
2行为设计行为分为2种类型：伺服行为和弹道式行为。
伺服行为采用反馈控制环作为他的控制单元。
弹道式行为，自始至终都会按照预先没定好的模式运行。
弹道式行为的整体规划过程同实现程序代码密切相关，执行过程中的环境变化或者行为初始化过程中的任何微小错误(如噪声假信号所导致的误操作)，都会给机器人带来麻烦，导致彻底失效。
伺服行为具有良好的抗噪声能力，对工作过程中的其他微小故障也具有较强的容错性。
本文的行为采用有限状态机(Finite state Machine，FSM)使能够更方便地理解系统工作过程，从而可以容易地编写系统实现代码。
2.1 巡航行为巡航行为是最基本也是机器人最常使用的行为。
该行为使2个驱动电动机输出相同的转速，机器人近似直线的向前方运动，直到其他行为触发，当其他行为运行结束时，将又回复到巡航行为。
2.2 沿墙行走行为沿墙行走行为能够帮助机器人在障碍物之间搜索路径。
特别是对于多个房间的环境来说，在门的附近进行一小段沿墙行走行为将使机器人更有机会进入其他的房间，所以机器人在遇到障碍物时，隔一段时间需要进行一小段沿墙行走行为。
如图1所示：2.3 归航行为归航行为与泊位传感器相结合，使机器人在电量不足时能够回到充电处进行充电，以保证任务能够完成。
实现机器人归航行为的左右2个红外信标接收器的性能不可能完全一致，当机器人通过比较传感器输出确定出自己直接面/对光源时，其实际朝向却偏向光源的一测，机器人沿着某个螺旋线向着信标的位置前进。
机器人前进的同时旋转，旋转角度ω=k(L一R)，其中k为增益参数;L，R为红外接受器接收到的接受信号强度。
当机器人电量不足时，机器人未必处于充电的房间，因此检测不到红外信标的信号，此时应触发沿墙行走行为使机器人走到能检测到信标信号的房间再触发归航行为。
如图2所示。
2.4 逃离行为逃离行为能保护机器人避免发生危险，保证任务得以顺利完成。
机器人的旋转角度是用来平衡系统环境适应能力的一个重要参数。
如果该值较大，那么机器人将能非常干净利索地离开墙或者其他比较大的障碍物;但机器人却因此而丧失了寻找狭小通路的能力，严重限制了他在错综复杂的环境中进行自主导航的能力;如果角度比较小，机器人将会比较容易地在凌乱的环境中穿行，然而在执行避开墙壁的操作时则需反复多次才能成功，因此应选择随机旋转角度。
如图3所示。
2.5 防堵转行为永磁直流电动机的输出转矩同电流成正比。
当电动机两端施加电压而电动机没有旋转时，转矩和电流达到最大值。
如果机器人同某个障碍物发生碰撞，并且驱动轮同地面之间具有很大的摩檫力，那么驱动电动机将会处于停转状态。
因此，如果电动机具有最大电流，并且电流已经持续了相对比较长的时间，那么表明机器人已经同环境中的某个物体发生了碰撞。
堵转检测传感器只有当电动机在高电流状态(高于某个阈值)下持续了一段时间才能断定已发生碰撞的判断(电机启动会产生瞬间电流峰值)。
2.6防静止行为虚拟静止检测传感器只要通过软件实现即可。
机器人在运动时各传感器的输出信息都可能在不停地变化，而一旦停止运动，所有传感器的输出信息都将保持不变。
2.7 系统结构机器人的功能和运行方式决定了机器人的结构。
系统结构图如图4所示。
2.8 差速驱动差速驱动底盘通过控制2个驱动轮之间的运动差异来控制机器人的整体运动。
无论多么复杂的运动都可以分解为平移运动和原地旋转运动。
图5为差速驱动模型，描述了2个驱动轮的速度同机器人曲率半径之间的关系，曲率半径为rL=VLW/(VR一VL)。
当两个驱动轮的旋转速度完全相同时.半径rL的值将趋于无穷大，此时机器入沿直线行驶的过程可以理解为机器人沿某个半径为无穷大的圆的旋转过程;当左轮速度为O时，rL等于0，机器人将会围绕左轮进行原地旋转操作，此时vL=v，Vr=wW+v;当左右2个轮子的速度相同而符号相反时，机器人将会围绕着自己的中心位置进行原地旋转(rL=w/2)。
差速驱动机器人可以围绕2个驱动轮轴心连线上的任意一点进行旋转操作(包括机器人本体外的点)。
负半径表示机器人沿弧线方向逆时针行驶;正半径方向表示沿弧线方向顺时针行驶。
3仲裁器设计在某个时刻仅有一个行为触发，系统能够比较平稳地运行。
但当多个行为同时触发，并且每个行为都需要机器人执行不同的操作时，机器人就需要利用仲裁机制来妥善处理这种关系。
这里采用固定优先级仲裁，每个行为都被惟一地赋予一个优先级值，冲突发生时，执行优先级高的行为。
行为在发出控制请求后，需要知道自己是否已经得到仲裁器的批准。
仲裁器带有一定的输出，每个行为都赋予一个惟一标识符(ID：Identifer)。
仲裁器输出仲裁获胜行为的标识符。
每个行为通过将自己的标识符同仲裁器输出相比较，能够确定出自己是否已经拥有了对仲裁资源的控制权。
机器人在运行时，环境存在很多不可控因素，机器人的实际运行方式与所期望的有很大差异，有时传感器彻底失效，有时在信息检测过程中经常出现漏报和误报错误(漏报是指当环境中存在某种传感器应该能够检测到的信息时，传感器却检测不到;误报则是指传感器所检测到的信息在环境中是不存在或不正确的)。
尽管在重要信息损失或者运动控制命令变质的情况下，性能会受到一定程度的影响，机器人程序也应该能够尽其可能地做到最好，而不是完全彻底地瘫痪。
在子系统发生错误或者工作失败的情况下，系统这种能够降低水准继续工作的能力被称为优雅降级。
本文设计的机器人具有完善的优雅降级功能(见图6)。
在碰撞传感器失效的情况下，防堵转和防静止行为将保证机器人继续完成任务。
4机器人仿真及分析对以上提出的基于行为吸尘机器人设计方案进行仿真，图7为机器人在模拟房间中清洁任务的仿真界面。
机器人采用随机覆盖的模式，不知道自己的具体位置，因此不可避免地会再次访问已访问过的某个区域。
随着机器人的运行，覆盖区域的增长速度呈递减趋势，区域覆盖率则可以近似表达为：覆盖率=(1-e-t/a)其中，f为时间变量;a为一时间常数。
表明了机器人在不访问旧区域的情况下进行确定性覆盖所花费的时间。
通过实验仿真运行情况来看，本文的设计方案完全可以满足要求。
虽然随机覆盖方法没有确定性覆盖的低重复性，但他却能避免确定性覆盖所带来的价格、复杂性以及系统脆弱性问题。
5 结语基于行为的机器人设计方法不采用价格昂贵的单一类型传感器去获取难以达到的精度和可靠性，而是综合使用多个可靠性相对来说比较差一些的传感器系统，通过这些系统之间的优势互补使机器人具有更强的鲁棒性。
作者在结合传统的基于行为技术和传感器技术的基础上，选取最有效的行为搭配构建了整个系统，使整个系统的工作效率较传统的随机覆盖有了很大的提高。
