基于深度学习的超大面积室内导航机器人Java后台软件设计

基于深度学习的超大面积室内导航机器人Java后台软件设计,第1张

目录

1 简介------------------------------------------------4

1.1 目的----------------------------------------------4

1.2 范围----------------------------------------------4

1.2.1软件名称-----------------------------------------4

1.2.2软件功能-----------------------------------------4

1.2.3软件应用-----------------------------------------5

2 总体设计描述-----------------------------------------5

2.1软件系统上下文定义---------------------------------5

2.2 设计思路-------------------------------------------5

2.2.1设计可选方案-------------------------------------5

2.2.2设计约束-----------------------------------------15

2.2.2.1遵循标准---------------------------------------15    

2.2.2.2硬件限制---------------------------------------15

2.2.2.3技术限制---------------------------------------15

2.2.3其他---------------------------------------------16

3 系统设计描述----------------------------------------16

3.1 系统结构------------------------------------------16

3.1.1系统结构描述-------------------------------------16

3.1.2业务流程说明-------------------------------------19

3.2分解描述-------------------------------------------19

3.2.1 模块/子系统1描述-------------------------------19

3.2.2 数据设计----------------------------------------20

3.2.3接口描述----------------------------------------20

 3.2.3.1 模块/子系统1的接口描述----------------------20

4 模块设计描述---------------------------------------21

 4.1 模块名称----------------------------------------21

 4.1.1 模块设计描述----------------------------------21

 4.1.2 功能实现说明----------------------------------32

4.1.3 UI界面交互设计---------------------------------32

 5 数据库设计(可选)--------------------------------39

5.1 实体定义-----------------------------------------39

 5.1.1 分解描述--------------------------------------40

5.1.2 内部依赖性描述---------------------------------47

6 组件视图-------------------------------------------55

 6.1 系统运行组件------------------------------------55

 6.2 文件组织形式------------------------------------55

 7 进程视图(可选)----------------------------------55

 8 参考链接-------------------------------------------55

1 简介 1.1 目的

给出基于深度学习的超大面积室内导航机器人Java后台软件设计,给代码编写人员,数据库设计人员,硬件设计人员使用。

扫地机器人介绍:又称自动打扫机、自动吸尘机等,主要用来超大面积室内地面的清洁打扫工作,自动化技术机身,搭配有集尘设施的真空吸尘装置,及多种传感器收集信息,本次设计不同于传统的采用SLAM算法路径分析及微处理器控制路径行走,而是选用基于深度学习方案的后台系统 *** 作程序。

1.2 范围 1.2.1软件名称

导航扫地机器人

1.2.2软件功能
  • 导航
  • 实时监控
  • 防撞防摔
  • 虚拟墙
  • 清扫
  • 自动充电
  • 定时(预约)
  • 断点续扫
  • APP控制  
  • 降噪处理
1.2.3软件应用

室内干燥平坦地面,如地板,瓷砖,地毯等。

2 总体设计描述 2.1软件系统上下文定义

 

2.2 设计思路 2.2.1设计可选方案

大体思路:机器人主要的功能就是导航和扫地,然后可以通过APP控制,一些附加功能还有自动充电,回充续扫,虚拟墙,实时监控,预约,降噪,防撞防摔

机器人初始的数据库里有设定的清扫模式,不同系统状态下的处理

开始工作时,机器人通过激光眼智能扫描建图,传送给后台,然后后台与原始数据库比对,再通过算法将设计好的路径规划传送过来,同时更新数据库信息。

防撞防摔,自动充电,降噪是通过各类传感器感受外界信息传送到后台,再算法分析实现

在路径规划时采用深度学习技术,机器人每次建图然后规划不是从头开始进行,而是在原有基础上分析,通过经验和本次的输入得到结果,这样每次数据库都要更新并传送回本次路径规划的结果

用到的技术

扫地机器人传感器介绍:

 机器人需要不断感知外界环境,从而做出相应的决策行为。

  超声波传感器

  超声波是一种一定频率范围的声波它具有在同种媒质中以恒定速率传播的特性,而在不同媒质的界面处,会产生反射现象利用这一特性,就可以根据测量发射波与反射波之间的时间间隔,从而达到测量距离的作用其具体的计算公式如下:

sv×t2

  注:s:为障碍物与吸尘器之间的距离;

t:为发射到接收经历的时间;

v:为声波在空气中传播的速度

  在扫地机器人中,避障功能的实现正是利用了这一超声波测距的原理它的传感器部分由三对(每对包括一个发射探头和一个接收探头)共六个超声波传感头组成

  由单独的振荡电路产生频率固定为40kHz,幅值为5V的超声波信号在控制器送来的路选信号的作用下,40kHz的振荡信号被加在超声发射探头的两端,从而产生超声信号向外发射;该信号遇到障碍物时,产生反射波,当这一反射波被接收器接收后,根据前述测距的原理,就可以精确地判断障碍物的远近;同时,根据信号的幅值大小,也可以初步确定障碍物的大小。

  超声波传感器采用直接反射式的检测模式。位于传感器前面的被检测物通过将发射的声波部分地发射回传感器的接收器,从而使传感器检测到被测物,经单片机系统处理判断前方物体的大小、远近及大体属性。

  红外测距传感器

  红外测距传感器利用红外信号遇到障碍物距离的不同反射的强度也不同的原理,进行障碍物远近的检测。红外测距传感器具有一对红外信号发射与接收二极管,发射管发射特定频率的红外信号,接收管接收这种频率的红外信号,当红外的检测方向遇到障碍物时,红外信号反射回来被接收管接收,经过处理之后,即可利用红外线的返回信号来识别周围环境的变化。

  接触式传感器

  接触式厚度传感器,通常采用电感式位移传感器、电容式位移传感器、电位器式位移传感器、霍耳式位移传感器等(见位移传感器)进行接触式厚度测量。为了连续测量移动着的物体的厚度,常在位移传感器的可动端头上安装滚动触头,以减少磨损。接触式厚度传感器可测量物体高度,空间大小。全能清洁机器人可利用这一点探测障碍物的高度,进一步做出判断发挥它的功能.

  红外光电传感器

  把浑浊度传感器的外壳固定在被测箱体内,采用一定波长的红外发光二极管作为检测光源,穿透被测溶液,检测其透射光强来检测溶液浑浊度的程度。红外发光二极管发射的红外光穿透被测溶液的介质,被接收端的光电三极管接受,产生光电流。由于溶液含有的介质、灰尘的颗粒大小、密度不同,光电三极管的光电流近似为线性变化。经滤波后输出,即得到与浑浊度相关的检测信号。

  防碰撞传感器

  因各种因素的影响,扫地机器人难免会有撞上障碍物的可能。为了处理这种情况,我们利用光电开关传感器来感应车体受到的碰撞,及碰撞的大概位置,以使扫地机器人做出相应的决策。

  在扫地机器人的前端设计了约180°的碰撞板,在碰撞板左右两侧各装有一个光电开关。光电开关由一对红外发射对管组成,发光二极管发射的红外光线通过扫地机器人机身特制的小孔被光敏二极管接受,当机身碰撞板受到碰撞时,碰撞板就会挡住机身特制小孔,阻碍红外线的接受从而向控制系统传达信息。光电开关工作原理如图所示。此结构可避免测量盲区带来的误差。扫地机器人在任何方向上的碰撞,都会引起左右光电开关的响应,从而根据碰撞的方向做出相应的反应。

 

  防跌落传感器

  为了防止扫地机器人遇到台阶时跌落,在扫地机器人背面安装3个防跌落传感器。防跌落传感器安装位置如图所示。

 

  防跌落传感器也是利用超声波进行测距。当扫地机器人行进至台阶边缘时,防跌落传感器利用超声波测得扫地机器人与地面之间的距离,当超过限定值时,向控制器发送信号,控制器控制扫地机器人进行转向,改变扫地机器人前进方向,从而实现防止跌落的目的。扫地机器人防止跌落示意图如图所示。

 

  防过热传感器

  为了防止扫地机器人持续工作导致电机过热,从而导致电路的烧毁,在扫地机器人电路板上安装两个温度传感器。当扫地机器人工作一段时间电机温度达到一定限度后一个温度传感器发送信号给控制器,控制器再控制扫地机器人停止工作,并运行散热风扇进行散热。当温度降到一定程度后,另一个温度传感器发送信号给控制器,控制器在控制扫地机器人继续工作。

 

  床底深度清扫

  床底、沙发底、柜子底等地方相对较脏,因此这些地方需要重点清扫,以保证清洁度。为实现此功能,在扫地机器人正面安装8个光敏传感器。

  扫地机器人在床底或柜子底开始工作后,光敏传感器接收的光强较弱。当扫地机器人运行离开床底或柜子底时,光敏传感器接收到的光强发生变化,向控制器发送信号,控制器发出控制信号,使扫地机器人转向,重新回到暗处,继续进行清扫。

 

  灰尘盒防满传感器

  为了检查扫地机器人灰尘盒中的灰尘是否装满,在灰尘盒两侧安装变介质型电容传感器。当灰尘盒中灰尘高度到达电容传感器高度时,电容传感器中的介质发生改变,由于灰尘的介电常数与空气的介电常数不同,从而引起传感器电容变化,传感器将信号传给控制器,控制器控制扫地机器人发出报警信号,提醒主人应该清理灰尘盒了。

 

  低电量自动返回充电功能

  扫地机器人所带电池容量有限,所以就需要在电量低时自动返回充电基座进行充电再返回原位置继续打扫。当电量低于限定值时,控制器会向红外线发射器发送信号,红外线发射器向四周发射红外线。充电基座安装有红外线传感器,感受到来自扫地机器人发射来的红外线后,会向扫地机器人发射红外线。扫地机器人内部的红外线传感器接收到后会向控制器发送信号,控制器就会控制扫地机器人按照接受到红外线的方向找到充电基座,并自动返回进行充电。

 

  边缘检测传感器

  边缘检测传感器是一个机械开关,开关的触发端设计成一个滑轮结构,在机器人的两侧各装有一个,用于保证机器人可以始终贴着墙的边缘走。这样就可以对墙壁边缘死角部分进行更好的清扫。

  光电编码器

  光电编码器是扫地机器人上的位置和速度检测的传感器,扫地机器人上的光电编码器通过减速器和驱动轮的驱动电机同轴相连,并以增量式编码的方式记录驱动电机旋转角度对应的脉冲。由于光电编码器和驱动轮同步旋转,利用码盘、减速器、电机和驱动轮之间的物理参数,可将检测到的脉冲数转换成驱动轮旋转的角度,即机器人相对于某一参考点的瞬时位置,这就是所谓的里程计。光电编码器已经成为在电机驱动内部、轮轴,或在 *** 纵机构上测量角速度和位置的最普遍的装置。因为光电编码器是本体感受式的传感器,在机器人参考框架中,它的位置估计是最佳的。

  电子罗盘

  电子罗盘是利用地磁场,检测电子罗盘模块相对于地磁场方向的偏转角度的传感器。电子罗盘模块是由高可靠性的磁性传感器及驱动芯片组成,集成度非常高,实现了高可靠性、高精度、强抗磁场干扰的数码电子罗盘功能。电子罗盘模块有两个磁性传感器和一个驱动芯片构成。磁性传感器里面包含一个LR振荡电路,当磁性传感器与地球磁感线平行方向夹角发生变化时,LR振荡电路的磁感应系数也会发生变化。驱动芯片通过磁性传感器磁感应系数的变化可以计算出磁性传感器与地球磁感线之间的夹角,驱动芯片可以连接三个磁性传感器,这三个磁性传感器方向互为垂直,这样就可以测量在三维方向上与地球磁感线的夹角,从而得到当前的三维方向。电子指南针模组只要得到水平方向上与地球磁感线的夹角就可以测得方向。

  陀螺仪

  针对电子罗盘容易受到电磁干扰以及光电编码器会受到轮子打滑等不确定因素造成的角度测量不准的特点,确定物体的运动方向还需要一个传感器,在上述情况发生时能够精确测量运动物体运动的角度。陀螺仪是用来测量运动物体的角度、角速度和角加速度的传感器,它能够有效解决上述问题。

路径规划原则:-3

首先,清扫路径越简单越好;

其次,要能遍历所有开放的空间(清扫所有的地方);

第三,重复率要低,一般情况下,同一地方不要多次清扫;

第四,对于比较脏的地方,应该适当多次清扫;

  扫地机器人的路径规划就是根据机器人所感知到的工作环境信息,按照某种优化指标,在起始点和目标点规划出一条与环境障碍无碰撞的路径,并且实现所需清扫区域的合理完全路径覆盖。

  根据机器人对环境信息知道的程度不同,可以分为两种类型:环境信息完全知道的全局路径规划和环境信息完全未知或部分未知,通过传感器在线地对机器人的工作环境进行探测,以获取障碍物的位置、形状和尺寸等信息的局部路径规划。

  对未知区域的边沿学习

  由于扫地器人采用的是红外线传感器,考虑到红外线的探测范围和清扫环境的未知性,采用了一种沿边学习的方式,即让清洁机器人从指定位置沿墙壁及其靠近墙壁的障碍物外缘按逆时针(或顺时针)方向绕房行走一周,行走过程中实时记录清洁机器人中心点的位置坐标,这样就可以大致描述出清扫环境的轮廓及靠墙障碍物的分布情况。并记录下当y坐标达到最大值ymax时,x能达到的最大值xmax(考虑到障碍物可能存在于墙壁的右下角)。

 

  在机器人的整个运动过程中,采用角度测量系统对当前的自身角度进行检测并由光电编码器得到在该方向上运行的位移,通过实时记录,并对运动路线进行积分,得到当前位置。如下图所示:

 

  全区域覆盖路径规划方案

  为了使清洁机器人能按照我们所要求的工作模式进行清扫,首先要规定其运动规律,如下图所示:

 

  若该区域内无任何障碍物出现,则主要是控制程序驱动扫地机器人在该区域内做直线带状往复运动,当机器人前方的红外传感器检测到其运动到x方向最大位置,则机器人绕右侧轮子转180°,在机器人转角时,只驱动一个驱动轮,以另一个驱动轮为支点向左或向右转,这样做能够使得机器人在转过180°后正好移过一个车位,保证机器人在往返清扫过程中不留下清扫死区。

  若在运动过程中遇到障碍物,则机器人能够智能越障。障碍物主要分三种情况,一种是靠最远处墙壁的障碍物,如障碍物D,第二种是不靠墙障碍物,第三种是其他靠墙障碍物。由于在清扫前,机器人进行了边沿学习,获得了空间的边缘信息,因此可自动将第三种障碍物作为墙壁处理。若障碍物不是靠墙障碍物,则机器人能利用红外测距传感器沿障碍物边沿行走,直到其在y轴方向的位置移动一个车位,然后转180°运动。同时系统内的存储单元可以记录该障碍物的y轴最大坐标和最小坐标,即记录障碍物在y轴方向的尺寸,当机器人超高障碍物运动到x轴最大或者最小位置处时,需要沿y轴反方向走一个障碍物尺寸的距离,然后继续清洁障碍物另一侧的区域。若障碍物靠最远处墙壁时,若y轴达到最大值,且x轴方向未达到xmax,且前方传感器检测到障碍物,则机器人绕过障碍物运动y轴方向最远处,清扫剩余区域,当y轴方向和x轴方向同时达到边沿检测时得到的最大位置值时,停止检测。

  扫地机器人的运动规律如下表:

 

定位技术:

规划式扫地机器人导航需要建立起环境地图并进行定位,定位-构图-规划-清扫四个环节一个都不能缺少。扫地机器人利用导航定位系统记住起点和清扫路径的坐标,构建环境地图,同时计算规划清扫线路,最终结合自身的算法进行清扫确保不跑偏。

本次使用无限载波室内定位系统

深度学习技术

2.2.2设计约束

2.2.2.1遵循标准          

QB/T 4833-2015    家用和类似用途清洁机器人

GB17625.1-2012   电磁兼容 限值 谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A)

GB4343.1-2009    家用电器、电动工具和类似器具的电磁兼容要求 第1部分:发射

GB4706.1-2005   家用和类似用途电器的安全 第1部分:通用要求

GB4706.7-2014    家用和类似用途电器的安全 真空吸尘器和吸水式清洁器具的特殊要求

2.2.2.2硬件限制

续航问题

2.2.2.3技术限制

攀爬能力难以实现,机器人活动范围几乎限于平面;

避障功能受光影响

2.2.3其他 3 系统设计描述 3.1 系统结构 3.1.1系统结构描述

 

 

 

 

 

 

3.1.2业务流程说明

  

 

3.2分解描述 3.2.1 模块/子系统1描述 

导航系统

定位,建图,路径规划

清扫系统

移动,清扫

APP控制系统

扫区设置,虚拟墙设置,自定义电池状态,监控

状态监控系统

障碍物检测,防跌落检测,电量检测,温度检测,噪声检测,灰尘盒检测

3.2.2 数据设计 

double[][]型数据

double型数据

int型数据

bool型数据

3.2.3 接口描述 

3.2.3.1 模块/子系统1的接口描述 

导航系统

Location: 通过充电座和机器人无限载波探头双重测量距离变化,获取机器人的位置信息

BuildPicture: 激光眼扫描获取外界图像,与建图数据库中原始图像以及定位系统传送来的定位信息进行分析比对,得出局部建图结果,并用局部建图结果和原始数据库中建图结果进行分析比对,更新原始建图数据库,得到全局建图结果,再将局部建图结果和全局建图结果传送给实时监控系统和路径规划模块

RoutePlanning:1、做出路径规划

2、接收移动状况和清扫状况,并进行分析,然后优化路径规划算法及更新路径规划数据库信息

清扫系统

Move:1当温度,噪声,灰尘盒量在标准范围时,按照路径规划的结果进行移动,并将机器人移动至下一点时将程序的掌控权转移至定位系统

2、当温度,噪声,灰尘盒值不在标准范围内时,停止移动,转而做相关处理,直到温度,噪声,灰尘盒值处于标准范围内时,然后调用定位模块,开始进行相关 *** 作

Clean:1、当电量在标准范围时,在移动的同时进行清扫,并根据光敏传感器和边缘检测传感器传来的信息进行清扫模式选择,并将清扫结果传给路径规划模块和实时监控模块

2、当电量不在标准范围时,不进行清扫模块

APP控制系统

SweepArea:用户自定义清扫区域

VirtualWall:用户自定义不可进入区域

CustomStandards:用户自定义电量标准,噪声标准,灰尘盒值标准,温度标准

状态监控系统

ObstacleDetection:获得障碍物检测结果

AntiFallingDetection:获得防跌落检测结果

EnergyDetection:通过传感器对当前电量进行检测并判断是否在标准范围内

TemperatureDetection:通过传感器对当前温度进行检测并判断是否在标准范围内

NoiseDectction:通过传感器对当前噪声进行检测并判断是否在标准范围内

DustBoxDetection:通过传感器对当前灰尘盒值进行检测并判断是否在标准范围内

4 模块设计描述 4.1 模块1名称  4.1.1 模块设计描述 

 4.1.1.1#类名

  1. 标识
  2. 简介
  3. 类定义(可选)

标识

Location

简介

通过充电座和机器人无限载波探头双重测量距离变化,获取机器人的位置信息

类定义

Location

-distance:double[][]

-location:double[][]

+getLocation(distance:double[][],location:double[][]):double[][]

标识

BuildPicture

简介

激光眼扫描获取外界图像,与建图数据库中原始图像以及定位系统传送来的定位信息进行分析比对,得出局部建图结果,并用局部建图结果和原始数据库中建图结果进行分析比对,更新原始建图数据库,得到全局建图结果

类定义

BuildPicture

-picture:double[][]

-bigPicture:double[][]

+getPicture(picture:double[][],bigPicture:double[][],getLocation():double[][]):double[][]

+getBigPicture(Picture:double[][],bigPicture:double[][],

getLocation():double[][]):double[][]

 

标识

RoutePlanning

简介

1、做出路径规划

2、接收移动状况和清扫状况,并进行分析,然后优化路径规划算法及更新路径规划数据库信息

类定义

RoutePlanning

-routePlanning:double[][]

-endingRoutePlanning:double[][]

+getRoutePlanning(getPicture:double[][],getBigPicture:double[][],getCleanArea:double[][],getObstacleDetection:double[][],getAntiFallingDetection:double[][],getEnergyDetectionStatus:int,getSweepArea:double[][],getVirtualArea:double[][]):double[][],routePlanning:double[][],endingRoutePlanning:double[][]):double[][]

+getStudy(getRoutePlanning():double[][],getCleanResult():double[][],getMove():double[][]):double[][]

 

标识

Move

简介

1、当温度,噪声,灰尘盒量在标准范围时,按照路径规划的结果进行移动,并将机器人移动至下一点时将程序的掌控权转移至定位系统

2、当温度,噪声,灰尘盒值不在标准范围内时,停止移动,转而做相关处理,直到温度,噪声,灰尘盒值处于标准范围内时,然后调用定位模块,开始进行相关 *** 作

类定义

Move

-move:double[][]

+getMove(move:double[][],getRoutePlanning():double[][],getTemperatureDetectionStatus():bool,getNoiseDetectionStatus():bool,getDustBoxDetectionStatus():bool):double[][]

标识

Clean

简介

1、当电量在标准范围时,在移动的同时进行清扫,并根据光敏传感器和边缘检测传感器传来的信息进行清扫模式选择,并将清扫结果传给路径规划模块和实时监控模块

2、当电量不在标准范围时,不进行清扫模块

类定义

Clean

-clean:int

-deepClean:double[][]

-wayClean:double[][]

-simpleClean:double[][]

+getClean(clean:int,getMove():double[][],getEnergyDetectionStatus():int,getObstacleDetection():double[][]):int

+getDeepClean(deepClean:double[][],clean:int):double[][]

+getWayClean(wayClean:double[][],clean:int):double[][]

+getSimpleClean(simpleClean:double[][],clean:int):double[][]

+getCleanResult(getClean():int,getDeepClean():double[][],getWayClean():double,getSimpleClean():double[][]):double[][]

 

标识

ObstacleDetection

简介

获得障碍物检测结果

类定义

ObstacleDetection

-obstacleDetection :double[][]

+getObstacleDetection(obstacleDetection:double[][]):double[][]

标识

AntiFallingDetection

简介

获得防跌落检测结果

类定义

AntiFallingDetection

-antiFallingDetection:double[][]

getAntiFallingDetection(antiFallingDetection:double[][]):double[][]

标识

EnergyDetection

简介

通过传感器对当前电量进行检测并判断是否在标准范围内

类定义

EnergyDetection

-energyDetectionStatus:int

-energyDetection:double

+getEnergyDetection(energyDetection:double):double

+getEnergyDetectionStatus(energyDetectionStatus:int,energyDetection:double,getEnergyStandard():

double):int

 

标识

TemperatureDetection

简介

通过传感器对当前温度进行检测并判断是否在标准范围内

类定义

TemperatureDetection

-temperatureDetectionStatus:bool

-temperatureDetection:double

+getTemperatureDetection(temperatureDetection:double):double

+getTemperatureDetectionStatus(temperatureDetectionStatus:bool,temperatureDetection:double,getTemperatureStandard():double):bool

标识

NoiseDectction

简介

通过传感器对当前噪声进行检测并判断是否在标准范围内,

类定义

NoiseDetection

-noiseDetectionStatus:bool

-noiseDetection:double

+getNoiseDetection(noiseDetection:double):double

+getNoiseDetectionStatus(noiseDetectionStatus:bool,noiseDetection:double,getNoiseStandard():

double):bool

 

标识

DustBoxDetection

简介

通过传感器对当前灰尘盒值进行检测并判断是否在标准范围内

类定义

DustBoxDetection

-dustBoxDetectionStatus:bool

-dustBoxDetection:double

+getDustBoxDetection(dustBoxDetection:double):double

+getDustBoxDetectionStatus(dustBoxDetectionStatus:bool,dustBoxDetection:double,getDustBoxSta

-andard():double):bool

标识

SweepArea

简介

用户自定义清扫区域

类定义

SweepArea

-sweepArea:double[][]

+getSweepArea(sweepArea:double[][]):double[][]

+getSweepArea():double[][]

标识

VirtualWall

简介

用户自定义不可进入区域

类定义

VirtualWall

-virtualArea:double[][]

+getVirtualArea(virtualArea:double[][]):double[][]

+getVirtualArea():double[][]

标识

CustomStandards

简介

用户自定义电量标准,噪声标准,灰尘盒值标准,温度标准

类定义

CustomStandards

-energyStandard:double

-temperatureStandard:double

-noiseStandard:double

-dustBoxStandard:double

+getEnergyStandard(energyStandard:double):double

+getEnergyStandard():double

+getTemperatureStandard(temperatureStandard:double):double

+getTemperatureStandard():double

+getNoiseStandard(noiseStandard:double):double

+getNoiseStandard():double

+getDustBoxStandard(dustBoxStandard:double):double

+getDustBoxStandard():double

标识

RealTimeMonitoring

简介

实时监控系统

类定义

RealTimeMonitoring

-realTimeEnergyDetection:double

-realTimeTemperatureDetection:double

-realTimeNoiseDetection:double

-realTimeDustBoxDetection:double

-realTimeSweepArea:double[][]

-realTimeVirtualArea:double[][]

-realTimeObstacleDetection:double[][]

-realTimeAntiFallingDetection:double[][]

-realTimeMove:double[][]

-realTimeCleanResult:double[][]

-realTimeRoutePlanning:double[][]

-realTimeBigPictureBuilding:double[][]

-realTimeLocation:double[][]

+getRealTimeEnergyDetection(getEnergyDetection():double):double

+getRealTimeTemperatureDetection(getTemperatureDetection():double):double

+getRealTimeNoiseDetection(getNoiseDetection():double):double

+getRealTimeDustBoxDetection(getDustBoxDetection():double):double

+getRealTimeSweepArea(getSweepArea():double[][]):double[][]

+getRealTimeVirtualArea(getVirtualArea():double[][]):double[][]

+getRealTimeObstacleDetection(getObstacleDetection():double[][]):double[][]

+getRealTimeAntiFallingDetection(getAntiFallingDetection():double[][]):double[][]

+getRealTimeMove(getMove():double[][]):double[][]

+getRealTimeCleanResult(getCleanResult():double[][]):double[][]

+getRealTimeRoutePlanning(getRoutePlanning():double[][]):double[][]

+getRealTimeBigPictureBuilding(getBigPictureBuilding():double[][]):double[][]

+getRealTimeLocation(getTimeLocation():double[][]):double[][]

 

4.1.2 功能实现说明 

 

4.1.3 UI界面交互设计 

主界面:

电量:XXX   温度:XXX    详细

定时

扫区

虚拟墙

自定义状态

开始

图片全屏

按键选择详细

电量:XXX   温度:XXX    返回

噪声:

灰尘盒:

障碍物检测结果:

防跌落检测结果:

按键选择返回回到主界面

按键选择定时:

电量:XXX   温度:XXX    详细

(时间轴)

重复

确定

返回

按键选择确定/返回,回到主界面

按键选择重复,

电量:XXX   温度:XXX    详细

每天

自定义

日期    到       日期

时间    到       时间

增加自定义

确定        返回      查看

按键每天,选中每天

按键自定义,选中自定义,并可以选择日期,时间

增加自定义,增加一个自定义的日期,时间选项

按键确定,返回,回到主界面

按键查看,查看设置

按键选择扫区(此时可在图上自定义画图)

电量:XXX   温度:XXX    详细

定时

结束规划

虚拟墙

自定义状态

开始

图片全屏

按键结束规划返回主界面

按键选择虚拟墙(此时可在图上自定义画图)

电量:XXX   温度:XXX    详细

定时

扫区

结束规划

自定义状态

开始

图片全屏

按键结束规划返回主界面

自定义状态界面

电量:XXX   温度:XXX    详细

电量:

温度:

噪声:

灰尘盒:

确定        返回      

按键开始

电量:XXX   温度:Xa'dXX    详细

定时

扫区

虚拟墙

自定义状态

正在执行

图片全屏

按键图片全屏

电量:XXX   温度:XXX    返回

5 数据库设计(可选)

选用mySQL数据库,是一种关系数据库,多线程,TCP/IP连接。

实体以及实体之间的各种联系均用关系模型来表示。数据库索引:标准数据查询语言SQL就是一种基于关系数据库的语言,这种语言执行对关系数据库中数据的检索和 *** 作。

交易机制(ACID特性)

5.1 实体定义

 

内部层(Internal Level):所代表的是实际存储数据的结构。

外部层(External Level)或称视界层(View Level):则代表用户或是应用程序所看到的部分。

概念层(Conceptual Level):为内部层与外部层之间的桥梁(此部分可看成是数据库管理师(DBA)所看到的整体部分)。

5.1.1 分解描述 

关系模型由关系数据结构、关系 *** 作集合、关系完整性约束三部分组成。

Location表 

用来存放系统定位信息

字段名

数据类型

描述

主键

distance

double[][]

机器人与充电座的距离信息

location

double[][]

机器人坐标

distance是机器人与充电座的距离信息,由无限载波测得,有一定的范围要求,程序设置时给出,location是机器人坐标,此表中值不可为空。

BuildPicture表

用来存放建图信息

字段名

数据类型

描述

主键

picture

double[][]

由激光眼测得图像信息

bigPicture

bigPicture[][]

后台原始图像信息

location

double[][]

机器人坐标

三者经过算法处理后生成新的Picture数据和bigPicture数据,替换原有信息。

RoutePlanning表

用来路径规划

字段名

数据类型

描述

主键

routePlanning

double[][]

存放终点信息

endingRoutePlanning

double[][]

存放本次位移所要到达的信息

cleanArea

double[][]

存放已经清扫过的区域

Picture

double[][]

由激光眼测得图像信息

bigPicture

double[][]

后台原始图像信息

obstacleDetection

double[][]

障碍物检测的结果信息

antiFallingDetection

double[][]

防跌落检测的结果信息

energyStutes

int

电量的状态信息

virtualWall

double[][]

用户自定义的虚拟墙信息

sweepArea

double[][]

用户自定义的扫区信息

routePlanning

double[][]

路线规划的结果信息

字段名

数据类型

描述

主键

rutePlanning

double[][]

路线规划的结果信息

moveDirection

double[][]

移动的方向信息

moveSpeed

double[][]

移动的速度信息

Move表

用来存放移动相关信息

字段名

数据类型

描述

主键

routePlanning

double[][]

路线规划的结果信息

move

double[][]

移动的状态信息

temperatureDetectionStatus

bool

温度检测的状态信息

noiseDetectionStatus

bool

噪声检测的结果信息

dustBoxDectectionStatus

bool

灰尘盒检测的状态信息

Clean表

用来存放清扫相关信息

字段名

数据类型

描述

主键

move

double[][]

移动的状态信息

obstacleDetectionStatus

double[][]

障碍物检测的结果信息

energyDetectionStatus

int

电量的状态信息

clean

int

清扫信息

clean

int

清扫信息

deepClean

double[][]

深度清扫模式信息

wayClean

double[][]

边缘清扫模式信息

simpleClean

double[][]

简单清扫模式信息

cleanResult

double[][]

清扫的结果信息

ObstacleDetection表

用来存放障碍物检测的结果信息

字段名

数据类型

描述

obstacleDetection

double[][]

障碍物检测的结果信息

location

double[][]

机器人坐标

AntiFallingDetection表

用来存放防跌落检测的结果信息

字段名

数据类型

描述

antiFallingDetection

double[][]

防跌落检测的结果信息

location

double[][]

机器人坐标

EnergyDetection表

用来检测电量检测的结果信息

字段名

数据类型

描述

energyDetectionStatus

int

电量的状态信息

energyStandard

double

用户自定义的电量标准

energyDetection

double

电量检测的具体的值

TemperatureDetection表

用来检测温度检测的结果信息

字段名

数据类型

描述

temperatureDetectionStatus

bool

温度的状态信息

temperatureDetection

double

电量检测的具体的值

TemperatureStandard

double

用户自定义的温度标准

NoiseDetection表

用来检测噪声检测的结果信息

字段名

数据类型

描述

noiseDetectionStatus

bool

噪声的状态信息

noiseDetection

double

噪声检测的具体的值

noiseStandard

double

用户自定义的噪声标准

DustBoxDetection表

用来检测灰尘盒检测的结果信息

字段名

数据类型

描述

dustBoxDetectionStatus

bool

灰尘盒的状态信息

dustBoxDectection

double

灰尘盒检测的具体的值

dustBoxStandard

double

用户自定义的灰尘盒标准

SweepArea表

字段名

数据类型

描述

sweepArea

double[][]

用户自定义的扫区信息

VirtualWall表

字段名

数据类型

描述

virtualWall

double[][]

用户自定义的虚拟墙信息

CustomSystemStandards表

用来存放用户自定义的系统状态标准

字段名

数据类型

描述

主键

energyStandard

double

用户自定义的电量标准

temperatureStandard

double

用户自定义的温度标准

noiseStandard

double

用户自定义的噪声标准

dustBoxStandard

double

用户自定义的灰尘盒标准

RealTimeMonitoring表

字段名

数据类型

描述

主键

realTimeEnergyDetection

double

实时电量检测结果信息

realTimeTemperatureDetection:double

double

实时温度检测结果信息

realTimeNoiseDetection:double

double

实时噪声检测结果信息

realTimeDustBoxDetection:double

double

实时灰尘盒信息

realTimeSweepArea:double[][]

double[][]

实时扫区结果信息

realTimeVirtualArea:double[][]

double[][]

实时虚拟墙信息

realTimeObstacleDetection:double[][]

double[][]

实时障碍物信息

realTimeAntiFallingDetection:double[][]

double[][]

实时防跌落信息

realTimeMove:double[][]

double[][]

实时移动信息

realTimeCleanResult:double[][]

double[][]

实时清扫结果信息

realTimeRoutePlanning:double[][]

double[][]

实时路径规划信息

realTimeBigPictureBuilding:double[][]

double[][]

实时原始图形信息

realTimeLocation:double[][]

double[][]

实时位置结果信息

5.1.2 内部依赖性描述

              

 

 

 

 

 

6 组件视图 6.1 系统运行组件 6.2 文件组织形式  7 进程视图(可选)

采用通用分组无线服务(英语:General Packet Radio Service,缩写:GPRS),它是GSM移动电话用户可以使用的一种移动数据业务/技术。

8 参考链接

https://zh.wikipedia.org/wiki/数据库管理系统

http://www.qianjia.com/html/2018-05/09_291147.html-扫地机器人的工作原理 它的人工智能能有多智能

https://www.sohu.com/a/169185311_635113-行业|扫地机器人关键技术有哪些?一篇文章全面介绍主流产品

 扫地机器人的工作原理详解 - 机器人 - 电子发烧友网-扫地机器人的工作原理详解

http://www.21ic.com/app/rf/201702/702287.htm-红外通信协议及原理精讲

http://www.baike.com/wiki/-互动百科-红外通信协议

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