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基于深度学习的水面清洁机器人的设计与实现

目录

内容描述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.2研究意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.3文档结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

相关技术概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

2.1深度学习技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

2.1.1深度学习的基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

2.1.2深度学习在机器人领域的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

2.2水面清洁技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.2.1水面清洁现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

2.2.2水面清洁技术分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

水面清洁机器人的需求分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

3.1功能需求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

3.2性能需求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

3.3环境适应性需求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

机器人系统设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

4.1系统架构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

4.1.1硬件架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

4.1.2软件架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

4.2深度学习算法设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

4.2.1图像识别算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

4.2.2运动控制算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

4.3传感器与执行器选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

4.3.1传感器选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

4.3.2执行器选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

深度学习模型训练与优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

5.1数据集准备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

5.2模型选择与构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

5.3模型训练与验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

5.4模型优化与调参．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

机器人控制系统实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

6.1控制算法设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

6.2控制系统硬件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

6.3控制系统软件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

水面清洁机器人实验与测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

7.1实验环境搭建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

7.2实验方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．