收藏本站
《西安科技大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于粒子群算法的灭火机器人改造

闫珍雷  
【摘要】: 机器人技术作为20世纪人类最伟大的发明之一,自60年代初问世以来,经历40余年的发展已取得长足的进步。消防机器人属于特种机器人范畴,它作为特种消防设备可以替代消防队员接近火灾现场实施有效的灭火救援作业,对减少国家财产损失和灭火救援人员的伤亡具有重要的作用。作为某种特定功能的灭火机器人应该具备以下某项或几项行走和自卫功能:爬坡、登梯及障碍物跨越功能,耐温和抗热辐射功能,防雨功能,防爆、隔爆功能,防化学腐蚀功能,防电磁干扰功能,遥控功能等。 本课题以西安科技大学学科群的灭火机器人为平台,对灭火机器人进行硬件和软件的改造升级,以ATmega128作为控制芯片,数传电台和PT2262/PT2272为无线传输模块,实现了无线通讯和自动寻找火源的功能,使灭火机器人在人员安全保障和快速寻找火源方面进行了升级改造。 硬件方面,运用ATmega128单片机为主核心控制芯片,设计了复位电路,JTAG下载电路,晶振电路等外围控制电路,还包括PT2262/PT2272无线传输芯片的外围电路,使无线通信模块实现数据解码、功率放大和信号无线传输等功能。在自动寻找火源方面,本设计采用火焰传感器,通过对火焰发出红外线的采集,对采集到的红外线进行数据分析,分为3个等级,实现火焰传感器对不同火情的采集和处理,通过无线模块返回不同的火灾数据,不同的指示灯和声音报警提示消防人员当时火灾的严重情况。 软件方面,以ICCAVR为开发环境,C语言为编程语言,对无线通信进行优化升级,完成对火焰传感器采集数据的识别分类,实现火焰数据的无线采集分析。ICCAVR是一种符合ANSI标准的C语言开发微控制器MCU程序的一个工具。在此开发环境下,实现了对两线串行接口的TWI寄存器、通用同步和异步串行接收器和转发器的USART寄存器、模数转换器的ADC寄存器的优化设置,采用软硬件结合实现了无线通信与自动寻找火源的功能。 此外,通过粒子群算法对气体压力和体积之间的相应关系的分析,提出了一种灭火机器人寻找火源的新方法,通过与最小二乘算法的比较,该方法具有较高精度,对参数要求较低的优点,为火灾的勘察寻找到了一种全新的方法。
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP242.3

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 卢超;一种基于粒子群算法的避障消防自动化小车[D];中南大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 于桂君,习重华;基于Atmega128嵌入式控制器的设计[J];兵工自动化;2004年06期
2 杨宏旻,唐晓军,刘勇,顾璠,徐益谦;人工神经网络用于燃烧火焰状态识别的研究[J];工程热物理学报;1997年04期
3 李海涛;王敏;史凌斌;李健;;消防机器人的发展和应用前景[J];中国公共安全(综合版);2007年01期
4 吴龙标,宋卫国,卢结成;液晶光闸在火灾探测中的应用[J];光学技术;1999年01期
5 高鹰,谢胜利;免疫粒子群优化算法[J];计算机工程与应用;2004年06期
6 高瑞霞;美国的灭火与救援机器人研发综述[J];消防技术与产品信息;2005年03期
7 李宁,邹彤,孙德宝;带时间窗车辆路径问题的粒子群算法[J];系统工程理论与实践;2004年04期
8 卢结成,吴龙标,宋卫国;一种火灾图像探测系统的研究[J];仪器仪表学报;2001年04期
9 原魁;;工业机器人发展现状与趋势[J];现代零部件;2007年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘浏;基于图像的火焰识别算法的研究[D];西华大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周斌;陈伟海;于守谦;;基于AVR单片机的门禁控制器的设计与实现[J];安防科技;2008年02期
2 胡济顺;;基于Atmega128的环境控制系统设计与实现[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年01期
3 侯幽明;陈其工;江明;;磷酸铁锂电池模型参数辨识与SOC估算[J];安徽工程大学学报;2011年02期
4 张王佳;王强;;基于图像型监测技术的剧院火灾实时探测系统[J];安全;2009年06期
5 沈诗林;于春雨;袁非牛;陈志斌;张永明;;一种基于视频图像相关性的火灾火焰识别方法[J];安全与环境学报;2007年06期
6 冯宇翔,董景新,赵长德,吴天准;利用单片机实现微加速度计性能自动测试[J];微纳电子技术;2005年07期
7 罗国平,何宏森;足球机器人控制器的设计[J];兵工自动化;2004年03期
8 于桂君,习重华;基于CAN总线的混凝土拌和站控制系统[J];兵工自动化;2004年04期
9 朱玉玉,蔡波;实验室门禁管理系统的设计[J];兵工自动化;2005年04期
10 胡捷;;使用并口的AVR单片机串行ISP[J];兵工自动化;2006年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐琰;;浅谈消防机器人在石化企业中的应用[A];中国职业安全健康协会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 李翔晟;;基于系统辨识液压变量泵的效率模型研究[A];第十五届流体动力与机电控制工程学术会议论文集[C];2011年
3 陈林林;魏民祥;;基于模型辨识的汽油发动机空燃比瞬态控制研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 范业坤;梁新荣;;基于粒子群优化的高速公路匝道PI控制器[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 刘志雄;杨光祥;;基于轮盘赌概率分配编码方法的并行机调度优化[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 常俊林;梁君燕;魏巍;;解决流水车间双目标调度问题的免疫粒子群算法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
7 叶乐军;王强;;基于自适应边缘检测的大空间火灾目标监测技术[A];中国职业安全健康协会2007年学术年会论文集[C];2007年
8 刘宏宇;杨军;欧建平;;卫星高速数传中基于进化算法的有记忆HPA预失真技术[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
9 王波;肖健梅;王锡淮;;基于改进粒子群算法的车辆路径问题研究[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年
10 张伟;李守智;高峰;刘振山;;几种智能最优化算法的比较研究[A];第二十四届中国控制会议论文集(下册)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 谭佳琳;粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王敏;分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响[D];合肥工业大学;2010年
4 曲建华;基于群体智能的聚类分析[D];山东师范大学;2010年
5 宫轶松;粒子滤波算法研究及其在GPS/DR组合导航中的应用[D];解放军信息工程大学;2010年
6 康锋;基于视觉特征的早期农林火灾检测方法的基础研究[D];浙江大学;2010年
7 陈文清;基于免疫机理的水泥生产工艺故障智能诊断方法研究[D];华中科技大学;2011年
8 李鹏;基于系统辨识的太阳能—相变蓄热新风供暖系统控制策略研究[D];北京邮电大学;2011年
9 秦全德;粒子群算法研究及应用[D];华南理工大学;2011年
10 王文涛;天线雷达散射截面分析与控制方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘奇;基于混合粒子群算法的ZnO镀膜光纤传感器的参数优化[D];南昌航空大学;2010年
2 柳枝华;微粒群优化算法的改进及应用[D];南昌航空大学;2010年
3 王云;视频火灾安全监控系统在大空间建筑中的设计及应用[D];山东科技大学;2010年
4 陈少华;基于Hopfield神经网络控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
5 王超;嵌入式智能交通信号控制系统研究[D];长春理工大学;2010年
6 李志欣;智能轮式移动机器人的控制系统设计[D];辽宁师范大学;2010年
7 朱石林;电脑横机控制系统的设计[D];浙江理工大学;2010年
8 肖小城;粒子群算法求解作业车间调度问题的研究[D];郑州大学;2010年
9 杨书显;基于PSO算法的氧乐果合成过程建模与控制研究[D];郑州大学;2010年
10 秦余钢;船模自航试验遥控测试研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高月华;;基于红外光电传感器的智能车自动寻迹系统设计[J];半导体光电;2009年01期
2 谢光奇;姚敏;王银峰;钟广海;;步进电机的单片机驱动控制[J];湘南学院学报;2011年05期
3 丁易新;;基于ATmega128单片机的机器人路径规划控制器的硬件设计[J];信息化研究;2009年01期
4 何奇文;彭建盛;周东;首家辉;葛姣龙;;基于红外反射式传感器智能车系统的设计[J];高师理科学刊;2008年03期
5 缪晓中;;一种基于Intel8253与L298N的电机PWM调速方法[J];国外电子元器件;2005年12期
6 曾军;;基于MC9S12DG128单片机的智能寻迹车设计[J];电子设计工程;2009年03期
7 李小燕;陈帝伊;马孝义;;智能灭火机器人的设计与实现[J];电子设计工程;2010年03期
8 王靖宇;秦刚;王粉娟;;智能车电磁检测及控制算法的研究[J];电子设计工程;2011年05期
9 陈华志,谢存禧,曾德怀;基于神经网络的移动机器人路径规划算法的仿真[J];华南理工大学学报(自然科学版);2003年06期
10 黄大志;周庆贵;陈业强;;基于单片机轮式寻迹机器人控制系统的设计[J];机床与液压;2009年08期
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 李志欣;智能轮式移动机器人的控制系统设计[D];辽宁师范大学;2010年
2 张涛;基于改进粒子群算法的灭火机器人路径规划研究[D];西安科技大学;2011年
3 刘长远;消防机器人无线遥控系统研究[D];吉林大学;2006年
4 刘灿伟;基于ARM的直流电机调速系统的研究[D];华北电力大学(北京);2007年
5 李雯雯;基于多种传感器的自动导航小车避障的研究[D];西安科技大学;2008年
6 周兴超;可移动监控机器人的研究与设计[D];沈阳理工大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王磊,潘进,焦李成;免疫算法[J];电子学报;2000年07期
2 杨宏旻,唐晓军,刘勇,顾璠,徐益谦;人工神经网络用于燃烧火焰状态识别的研究[J];工程热物理学报;1997年04期
3 朱效明,高稚允;双CCD立体视觉系统的理论研究[J];光学技术;2003年03期
4 林家明;黑白CCD摄像机的近红外特性和应用[J];光学技术;1996年06期
5 董华,程晓舫,范维澄;早期火灾图像监测技术的应用与比较[J];光学技术;1997年05期
6 吴龙标,宋卫国,卢结成;液晶光闸在火灾探测中的应用[J];光学技术;1999年01期
7 陈涛,袁宏永,范维澄;火灾探测技术研究的展望[J];火灾科学;2001年02期
8 吴龙标,宋卫国,卢结成;图象火灾监控中一个新颖的火灾判据[J];火灾科学;1997年02期
9 吴龙标,张本矿,连加锐;基于遗传算法的前馈神经网络火灾探测[J];火灾科学;1998年02期
10 宋卫国,范维澄,吴龙标;基于人工神经网络的火灾图象探测方法[J];火灾科学;1999年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 吕普轶;基于普通CCD摄像机的火灾探测技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
2 肖苡;数字视频技术在冶金过程监控中的应用[D];重庆大学;2004年
3 郭宇;自动消防灭火系统关键技术的研究[D];电子科技大学;2006年
4 陈莹;大空间图像型火灾探测和自动灭火技术的研究[D];天津大学;2006年
5 刘亮亮;基于视频监控的火灾图像识别研究[D];华北电力大学(北京);2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李金伴;;机器人视觉系统的研究[J];工业控制计算机;1991年04期
2 高颖;陈东岳;张立明;;一种带有实时视觉特征学习的自主发育机器人探索[J];复旦学报(自然科学版);2005年06期
3 郑睿;原魁;李园;;一种用于移动机器人室内定位与导航的二维码[J];高技术通讯;2008年04期
4 张枨;许东来;余跃庆;;动态环境下四腿机器人图像处理的改进[J];微计算机信息;2009年05期
5 钟金明,徐刚,张海波;机器人视觉伺服系统的研究与发展[J];现代制造工程;2005年08期
6 袁波,徐科军,盛磊;基于TMDXEVM642的机器人视觉系统[J];仪器仪表学报;2005年S1期
7 陈磊;王强;任书君;;一种新的机器人视觉图像阈值实时获取方法[J];西华大学学报(自然科学版);2011年02期
8 杨静宇;刘克;;一种用于机器人视觉系统的三维景物分析方法[J];微计算机应用;1987年03期
9 张晓晖;刘丁;;仿人视觉过程的机器人视觉伺服系统研究[J];计算机工程与应用;2007年18期
10 王京;王纪东;李金义;齐立哲;;基于视觉定位的机器人焊接系统[J];制造业自动化;2010年08期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 高瑞;刘刚;司永胜;刘兆祥;;苹果采摘机器人视觉系统研究[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
2 袁波;徐科军;盛磊;;基于TMDXEVM642的机器人视觉系统[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 本报记者 吴佩;机器人摘棉花可以识别好与坏[N];农民日报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 俞晓磊;基于光电感知的混沌仿生信息融合研究[D];南京航空航天大学;2011年
2 张健;220kV/330kV高压带电清扫机器人视觉系统的研究[D];上海交通大学;2009年
3 陈浩耀;面向多机器人编队的基于视觉定位系统研究[D];中国科学技术大学;2009年
4 郭丙华;非完整移动机器人运动规划研究[D];华南理工大学;2003年
5 彭冬亮;降质图像处理方法及其在机器人视觉系统中的应用研究[D];浙江大学;2003年
6 王海青;黄瓜收获机器人视觉系统的研究[D];南京农业大学;2012年
7 戚玮玮;光照变化条件下中型组足球机器人目标识别与定位方法研究[D];中国海洋大学;2011年
8 顾宝兴;智能移动式水果采摘机器人系统的研究[D];南京农业大学;2012年
9 薛艳敏;智能方法在机器人视觉伺服中的应用研究[D];西安理工大学;2009年
10 孙昊;基于声达时间差的移动机器人声源目标定位方法研究[D];河北工业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘科;类人机器人中目标识别算法和动作规划的研究与实现[D];燕山大学;2011年
2 于东兴;高速机器人饮料包装生产线技术及其关键装备研究[D];天津大学;2012年
3 张欣;智能乒乓球发球机器人[D];厦门大学;2014年
4 王哲禄;蔬菜嫁接机器人自动上苗装置的设计与试验研究[D];浙江理工大学;2013年
5 邵益凯;移动机器人视觉系统抖动动态补偿方法研究与仿真[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 聂星;变电站所冲洗机器人研究[D];西南交通大学;2014年
7 许恒飞;RoboCup标准平台下NAO机器人目标识别与自定位研究[D];安徽大学;2014年
8 段坚;工业机器人视觉系统的研究[D];华北电力大学;2013年
9 胡佳;足球机器人视觉系统的研究[D];武汉科技大学;2012年
10 刘朋;仿人足球机器人视觉系统的研究与实现[D];东北大学;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026