自主服务机器人在智能楼宇系统中的应用研究

【摘要】在二十一世纪的今天,机器人行业正处于高速发展的进程中,其中服务机器人更是因为广阔的市场前景和积极的社会效应而备受青睐；另一方面,随着信息化时代的到来,人们对生活和工作环境不断提出新的要求,现有的智能楼宇已经无法满足人们的需求。将服务机器人应用于智能楼宇系统中有着重大的意义,有效地提高智能楼宇系统的智能化、信息化以及人性化水平,为人们提供更加舒适及安全的环境。本文以提升智能楼宇在安全性和舒适性两个方面的服务质量为研究目标。从满足产品功能的原则出发,利用自主服务机器人实现精确自主巡逻、远程控制楼宇设备、提供楼宇信息服务和智慧迎宾等具体功能,弥补现有智能楼宇系统在智能化、信息化以及人性化上的不足。在精确自主巡逻功能中,创新性采用惯性导航传感器结合正交编码器的方式,实现服务机器人的精确自主导航。在远程控制设备功能中,利用服务机器人的语音控制,减少现有智能楼宇系统繁琐的手动操作。在提供楼宇信息服务中,综合楼宇控制中心、互联网信息以及传感器节点信息,提供精确且实时性高的各类信息,实现以“消费信息”为特征的新一代生活方式。在智慧迎宾功能中,摒弃传统迎宾机器人采用的红外识别宾客,采用视频图像人脸识别技术,实现交互性高、人性化的迎宾行为。为了实现上述具体功能,本文提出以NAOH25型仿人机器人为基础,结合自主研发的扩展功能机器人的服务机器人设计方案。通过完成NAO机器人软件设计,用D-H方法对NAO机器人全身运动建立坐标系,并运用齐次变换矩阵获取机器人姿态的运动学方程,有效合理地控制NAO机器人的硬件设备,实现服务机器人的核心功能。同时阐述扩展功能机器人的硬件和软件设计,承载NAO机器人完成自主室内巡逻和快速精确定位,并采集和处理传感器信息。对上述功能进行验证试验,观察实验结果并分析,服务机器人在智能楼宇系统应用情况良好,达到预期目标。
【作者】林凯；
【导师】王太宏；
【作者基本信息】厦门大学，机械电子工程，2014，硕士
【关键词】服务机器人；智能楼宇；传感器；信息；NAO；

【参考文献】
[1]胡楠.红庙矿煤层自然发火特性及CO涌出规律研究[D].辽宁工程技术大学,安全技术及工程,2012,硕士.
[2]韦萍.西秦岭夏河地区印支期花岗岩成因及其构造意义[D].中国地质大学（北京）,矿物学、岩石学、矿床学,2013,硕士.
[3]杨孔雨,王秀峰.计算智能及免疫理论在入侵检测中的应用研究[J].计算机应用研究,2004,05:152-154.
[4]尹红菊.氧化石墨烯自组装膜研究进展[J].生物技术世界,2014,06:188.
[5]战秋媛.知识员工激励方式对工作满意度影响的研究[D].云南财经大学,企业管理,2014,硕士.
[6]赵继芬.黄腐酸从风化煤中溶出时的吸附平衡及溶解性研究[D].太原理工大学,采矿工程,2004,硕士.
[7]韩桂琪.蔬菜专用缓释肥对辣椒、茄子产量与品质的影响[D].西南大学,植物营养学,2013,硕士.
[8]王灿,贾银娟,刘志成,高焕新.磷掺杂石墨烯的制备与表征[J].工业催化,2014,07:510-514.
[9]何盈捷,刘惟一.基于边界的Markov网的发现[J].计算机科学,2001,09:78-82+65.
[10]姜媛媛.小组合作学习在高中英语写作教学中的应用研究[D].山东师范大学,学科教学（专业学位）,2013,硕士.
[11]孙欣欣.我国房产税改革研究[D].河北经贸大学,税收制度与管理,2014,硕士.
[12]江德勤.骨髓间充质干细胞移植对心力衰竭大鼠心肌结构和功能的影响及其机制的初步探讨[D].重庆医科大学,儿科学,2004,硕士.
[13]曾为伟.基于电磁层析成像技术的目标物特征参数的识别与提取技术研究[D].苏州大学,机械电子工程,2013,硕士.
[14]薛秀娥.基于EPON智能电表ONU光模块嵌入式设计与实现[D].西安科技大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[15]牛海军,马丽娜,才继伟,王文.聚酰亚胺与聚酰亚胺/氧化石墨烯复合材料的电致变色性能[A].中国化学会.中国化学会第29届学术年会摘要集——第16分会：π-共轭材料[C].中国化学会:,2014:1.
[16]王彪.环境公益诉讼原告适格问题的研究[D].沈阳师范大学,法律,2013,硕士.
[17]张蕾,何小荣.减压塔生产数据的关联规则提取[A].中国系统工程学会过程系统工程专业委员会.过程系统工程2001年会论文集[C].中国系统工程学会过程系统工程专业委员会:,2001:5.
[18]朱薇薇.中国奢侈品消费与生活质量相关研究[D].华东理工大学,企业管理,2013,硕士.
[19]刘启卫.钢结构件CAM/MIS集成制造系统[J].机电一体化.1996(02)
[20]边宁.非齐次负二项随机变量卷积的若干结果[D].兰州大学,应用统计（专业学位）,2013,硕士.
[21]武黎黄英（VuLeHoangAnh）.Ilizarov胫骨横向骨搬移血管再生技术对下肢慢性缺血性疾病临床疗效的初步研究[D].广西医科大学,创伤骨科手外科（专业学位）,2013,硕士.
[22]吴小红.微博营销对用户购买意愿影响的实证研究[D].重庆工商大学,企业管理,2014,硕士.
[23]杨萍.掺杂Li_4Ti_5O_(12)锂离子电池负极材料的制备与电化学性能研究[D].湘潭大学,2014.
[24]周敏.冻融循环作用下钢筋混凝土梁受剪承载力的研究[D].扬州大学,结构工程,2012,硕士.
[25]王天乐.从加班工资看劳动报酬权之实现[D].吉林大学,法律,2013,硕士.
[26]刘舰.联合运输虚拟企业服务链协调运作的研究[D].兰州交通大学,交通信息工程及控制,2013,博士.
[27]杨文奇.内循环流化床烟气脱硫技术研究[D].湘潭大学,环境工程,2003,硕士.
[28]杨文明.转基因大豆分子检测技术方法的建立与应用[D].南京农业大学,作物,2013,硕士.
[29]蒋可心.替吉奥联合放疗治疗术后局部复发直肠癌近期疗效观察[D].大连医科大学,肿瘤学,2012,硕士.
[30]魏小佳.西安体育学院网球运动员赛前焦虑状态的相关研究[D].西安体育学院,体育教育训练学,2013,硕士.
[31]杨文万.结合肢体动作的双认知任务研究[D].天津医科大学,2004.
[32]曹金萍.小学生作文言语成人化的原因分析及策略探究[D].宁波大学,学科教学（专业学位）,2014,硕士.
[33]林小平,鲁青,郭伟,邓杰航,王超.一种SmartFusionFPGA的快速语音合成系统设计[J].广东工业大学学报,2014,02:43-48.
[34]王伟华.柔性侧链对吨酮识别DNA方式的调控作用[D].河北大学,药物分析学,2014,硕士.
[35]马龙.我国私募股权投资基金的监管问题研究[D].内蒙古大学,工商管理,2012,硕士.
[36]胡浩.小额贷款公司法律制度的完善[D].复旦大学,法律,2012,硕士.
[37]周竹生,周熙襄.宽带约束反演方法[J].石油地球物理勘探,1993,05:523-536+646.
[38]刘朝华.生物表面活性剂的制备及其浮选捕收性能研究[D].武汉理工大学,矿物加工工程,2004,硕士.
[39]张文佳,柴彦威.基于家庭的购物行为时、空间决策模型及其应用[J].地理研究,2010,02:338-350.
[40]张馨元.3～5岁儿童时间性前瞻记忆的发展及其与情绪的关系[D].沈阳师范大学,发展与教育心理学,2013,硕士.
[41]王亚楠.信息化环境下的中小企业采购成本控制研究[D].安徽大学,情报学,2014,硕士.
[42]孔维伟.煤焦油和页岩油的组成分析[D].大连理工大学,化学工程（专业学位）,2013,硕士.
[43]陶梦莹.信息系统视角下SNS广告用户采纳影响因素与实证研究[D].华南理工大学,电子商务工程与应用,2014,硕士.
[44]邵长军.FRP加固结构剥离损伤的声-光纤无损检测实验研究[D].哈尔滨工业大学,结构工程,2013,硕士.
[45]秦世松.民族贫困地区农民专业合作组织发展中的政府行为研究[D].华中师范大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[46]李友良,应淑妮,陈国贵.石墨烯在电磁屏蔽与吸波材料方面的应用及研究进展[J].新材料产业,2013,09:37-41.
[47]刘笑宇.消谐算法及在多电平逆变器中的应用[D].北京交通大学,2014.
[48]杨旭.微型流化床的数值模拟及混合特性研究[D].吉林大学,应用化学,2014,硕士.
[49]黄巧.论大规模环境侵权责任及其实现机制[D].重庆大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[50]柳全文.小鼠内耳干细胞分化为毛细胞的分子机制及特异性分子标志研究[D].浙江大学,细胞生物学,2014,博士.