智能吸尘机器人设计方案

2．4 逃离行为

　　逃离行为时一种弹道式行为，执行三步操作：后退，旋转和前进。该行为具有三个参数，分别对应三步操作的执行时间长度：t-backup，t-spin，t-forward。逃离行为以有限状态机的方式实现，每个操作对应行为的一个状态，因此，行为的命令请求完全取决于行为的状态。当行为进入某个状态的时候，开始为该状态进行计时；一旦经过了指定的时间，该行为就会转换到下一个状态。
逃离行为的初始状态为开始状态start，此逃离行为不会执行任何操作，直到机器人与某物体发生碰撞后，该状态转换为后退状态back-up，经过t-backup后，后退状态结束，行为开始进入左转spin-lift或者右转spin-right状态，这两种状态都能够控制机器人向相应的方向进行t-spin秒的原地旋转操作。当旋转完成后，此时，机器人将会执行t-forward秒的前进操作，然后返回至开始状态。如图3所示。

2．5 防堵转行为

　　在增益参数为正值的情况下，蔽障行为能够在右侧红外接近传感器的感知信号有效的控制机器人向左前方行驶；反之相同。按照这种工作方式，蔽障行为能够使机器人避开所遇到的障碍物。如果增益参数的值为负值，机器人将会向正对障碍物的方向行驶。增益参数g的幅值大小决定了机器人运行轨迹的曲率半径大小。

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。

　　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。