機(jī)器人搜救畢業(yè)論文

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p><b>　　1.1 引言1</b></p><p>　　1.2 課題研究的背景及意義3</p><p>　　1.2.1 課題研究的背景3</p>

2、<p>　　1.2.2 課題研究的意義3</p><p>　　1.3 機(jī)器人的研究現(xiàn)狀3</p><p>　　1.3.1 國外研究現(xiàn)狀3</p><p>　　1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀5</p><p>　　1.3.3 本系統(tǒng)研究現(xiàn)狀5</p><p>　　第二章 搜救機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)分析6<

3、/p><p>　　2.1.機(jī)器人定義描述6</p><p>　　2.2 機(jī)器人結(jié)構(gòu)原理圖7</p><p>　　2.3 微控制器8</p><p>　　2.4 自帶傳感器8</p><p>　　第三章 基于搜救競賽為平臺的搜救系統(tǒng)分析9</p><p>　　3.1 搜救機(jī)器人移動測量端系統(tǒng)

4、分析9</p><p>　　3.1.1 搜救機(jī)器人的移動系統(tǒng)分析10</p><p>　　3.1.2 搜救機(jī)器人的測量系統(tǒng)分析11</p><p>　　3.2 搜救機(jī)器人顯示報(bào)警端14</p><p>　　3.2.1 搜救機(jī)器人的顯示端14</p><p>　　3.2.2 搜救機(jī)器人的報(bào)警端16</p

5、><p>　　第四章 基于搜救競賽為平臺的系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)17</p><p>　　4.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)17</p><p>　　4.1.1 遠(yuǎn)紅外火焰火焰探頭的安裝17</p><p>　　4.1.2 地面檢測模塊的安裝19</p><p>　　4.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)20</p><p>　

6、　4.2.1 圖形化編程21</p><p>　　4.2.2 JC 語言23</p><p><b>　　結(jié)論28</b></p><p><b>　　致謝29</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)30</b></p><p><

7、b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 引言</b></p><p>　　機(jī)器人大量生產(chǎn)和擁入工業(yè)部門,代替人從事有害的生產(chǎn)活動,是新的工業(yè)革命特征之一。 1982年美國對未來機(jī)器人的發(fā)展曾用特爾斐法作過預(yù)測。預(yù)計(jì)今后十幾年里,非伺服、不可編程序的機(jī)器人將絕跡。到1995年,95％的工業(yè)機(jī)器人為智能、萬能和可編程的機(jī)器人。其

8、中一項(xiàng)具體預(yù)測是,到1990年機(jī)器人中25％有視覺功能；20％有觸覺功能。在新型裝配機(jī)器人中,45％為可編程序系統(tǒng)。日本機(jī)器人協(xié)會預(yù)測:八十年代將是日本機(jī)器人生產(chǎn)發(fā)展的一個(gè)重要時(shí)期。</p><p>　　中國機(jī)器人的研究二十世紀(jì)七十年代開始的，至今已有30多年，到目前為止大體分為三個(gè)時(shí)期：搖籃期，規(guī)劃發(fā)展期及拓廣發(fā)展期。但相對于日本，美國，歐洲等發(fā)達(dá)國家來說，還處于追趕階段；例如，美國9.11事件中，美國國內(nèi)主要

9、機(jī)器人生產(chǎn)公司和研究機(jī)構(gòu)都組織參加了紐約世貿(mào)大廈現(xiàn)場的搜救工作，他們是南佛羅里達(dá)大學(xué)機(jī)器人輔助搜尋與救援研究中心，MIT的IRobot公司,美國海軍的SPAWAR研究中心，以及具有五十多年歷史的Foster – Miller公司等。據(jù)時(shí)代周刊報(bào)道：在最初的十天當(dāng)中，救援機(jī)器人在搜救犬，人工無法抵達(dá)的狹小或危險(xiǎn)區(qū)域找到十余具遇難者的遺體，與現(xiàn)場搜救工作人員找到的數(shù)量基本相同，但所花的時(shí)間卻不到現(xiàn)場救援人員花費(fèi)時(shí)間的一半。而我國在四川地震中

10、，據(jù)資料顯示，搜救機(jī)器人并未得到很好的利用，參加搜救的主要還是以消防官兵，搜救犬及支援人士。</p><p>　　本系統(tǒng)結(jié)合現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，分析搜救原理及具體方法，以能力風(fēng)暴AS-UII機(jī)器人為依托，在此基礎(chǔ)上，使用硬件擴(kuò)展，有遠(yuǎn)紅外火焰?zhèn)鞲衅?，光敏傳感器，AS地面灰度傳感器，紅外避障傳感器；使用軟件編輯，用vjc1.6圖形化編程和jc代碼程序編輯。通過對本系統(tǒng)的調(diào)試，最終實(shí)現(xiàn)了搜救機(jī)器人的搜救功能。</p>

11、;<p>　　1.2 課題研究的背景及意義</p><p>　　1.2.1 課題研究的背景</p><p>　　機(jī)器人是人類智慧的產(chǎn)物，他能完成人類無法實(shí)現(xiàn)的作業(yè)，20世紀(jì)就已經(jīng)得到社會各界人士高度重視的機(jī)器人，在21世紀(jì)更是如嬌嬌寵兒，得到世人關(guān)注。隨著全球環(huán)境的變化，工作、生活中發(fā)生的意外事故的增多，一個(gè)必要的無人操作搜救機(jī)器人必然誕生。人類本體的搜救能力越來越顯得拘束，

12、人類在智慧上超出動物很多，但在特定環(huán)境的適應(yīng)上就要比動物差很多。雖然人發(fā)明了很多的技術(shù)彌補(bǔ)了這一不足，但明顯可以看到，艦船的靈活性比不上魚類，飛機(jī)的靈活性比不上鳥類甚至昆蟲，車輛的地形適應(yīng)性比不上四條腿的動物。搜救機(jī)器人的研究可以彌補(bǔ)我們這方面的不足，對社會產(chǎn)生大的經(jīng)濟(jì)效益。搜救機(jī)器人的研究可以滿足一些行業(yè)的需求。機(jī)器人由于其天生的多自由度，多冗余自由度，可以在狹小的空間內(nèi)穿梭，可以滿足在復(fù)雜環(huán)境中搜救、偵查、排除爆炸物等反恐任務(wù)；航空

13、航天領(lǐng)域可用其作為行星表面探測器，軌道衛(wèi)星的柔性手臂；工業(yè)上則可應(yīng)用于管道排污機(jī)器人等方面。</p><p>　　1.2.2 課題研究的意義</p><p>　　1）課題研究的社會意義</p><p>　　搜救機(jī)器人的研究給搜救工作帶來很大的方便，在災(zāi)難發(fā)生后，能夠快速地投入到搜救工作中，提高搜救效率，減少人員傷亡，失蹤等不幸事故，更好的為社會服務(wù)。</p&g

14、t;<p>　　2）課題研究的科學(xué)意義</p><p>　　搜救機(jī)器人的研發(fā)，在很大程度上彌補(bǔ)了廣茂達(dá)在搜救領(lǐng)域的不足，為后期更好的擴(kuò)展，奠定了基礎(chǔ)。</p><p>　　1.3 機(jī)器人的研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.3.1 國外研究現(xiàn)狀</p><p>　　近十年來，尤其是“9.11”事件之后，美國、日本等西方發(fā)達(dá)國家在地

15、震、火災(zāi)等救援機(jī)器人的研究方面做了大量的工作，研究出了各種可用于災(zāi)難現(xiàn)場救援的機(jī)器人。</p><p>　　1）履帶式機(jī)搜救機(jī)器人</p><p>　　履帶式機(jī)器人是為了滿足軍事偵察、拆除危險(xiǎn)物等作業(yè)的需要，在傳統(tǒng)的輪式移動機(jī)器人的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。圖1-1給出了目前國際上幾家著名機(jī)器人公司的典型產(chǎn)品，他們主要是為了滿足軍事需要而開發(fā)的，體積普遍偏大，不太適合在倒塌的建筑物廢墟中狹小空間內(nèi)

16、搜尋幸存者。</p><p>　　（a）Foster-Miller公司 （b）Inuktun公司的 （c）SPAWAR的</p><p>　　的SOLEM機(jī)器人 Minitrac機(jī)器人 urbot機(jī)器人</p><p>　　圖 1-1 機(jī)器人公司給出的典型產(chǎn)品</p>&l

17、t;p>　　2）可變性（多態(tài)）搜救機(jī)器人</p><p>　　為了能進(jìn)入狹小空間展開搜救工作，要求機(jī)器人的體積要盡可能小，但體積小了搜索視野就會受到限制，為了解決這已矛盾，近年來在傳統(tǒng)牽引式多態(tài)搜救機(jī)器人。圖1-2為美國Irobot公司生產(chǎn)的Packbot系列機(jī)器人，packbot機(jī)器人有一對鰭形前肢，這對鰭形前肢可以幫助崎嶇的地面上導(dǎo)航，也可以升高感知平臺以便更好地觀察。圖1-3為加拿大inuktun公司

18、MicroVGTV 多態(tài)搜救機(jī)器人，他可以根據(jù)搜索通道的大小及搜尋范圍的遠(yuǎn)近靈活地調(diào)整形狀和尺寸。</p><p>　　(a)正常狀態(tài) （b）直立狀態(tài)</p><p>　　圖1-2 美國Irobot公司packbot多態(tài)搜救機(jī)器人</p><p>　?。╝）平躺狀態(tài) （b）半直立狀態(tài) （c）直立狀態(tài)</p><

19、p>　　圖1-3 加拿大Inuktun公司Micro VGTV多態(tài)搜救機(jī)器人</p><p><b>　　3)仿生搜救機(jī)器人</b></p><p>　　雖然履帶式可變形多態(tài)機(jī)器人可根據(jù)搜索空間的大小改變其形狀和尺寸，但受驅(qū)動方式的限制，其體積不可能做得很小。為了滿足對更狹小空間搜索的需要，人們根據(jù)生態(tài)學(xué)原理研制了各種體積更小的仿生機(jī)器人，其中蛇形機(jī)器人就是其中

20、很重要的一類。圖1-4(a)為cmu研制的安裝的蛇形機(jī)器人。圖4（b）為日本大阪大學(xué)研制的蛇形機(jī)器人。圖1-4（c）為美國加州大學(xué)伯克利分校研制的身高不足2cm的蒼蠅搜救機(jī)器人。隨著技術(shù)的不斷成熟，相信蛇形、蠅形等仿生機(jī)器人會在災(zāi)難搜救工作中發(fā)揮越來越大的不可替代的特殊作用。</p><p>　?。╝）CMU研制的基于移動 (b)日本大阪大學(xué)研制的 （c）加州大學(xué)伯克利</p><p&

21、gt;　　平臺的蛇形機(jī)器人 蛇形機(jī)器人 分校研制的蒼蠅機(jī)器人</p><p><b>　　圖1-4仿生機(jī)器人</b></p><p>　　1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀</p><p>　　在日本大阪大學(xué)研制出蛇形機(jī)器人不久，我國中國科學(xué)院沈陽自動哈研究所，國防科技大學(xué)，北京航空航天大學(xué)等單位也都相繼研制出

22、了類似的蛇形機(jī)器人系統(tǒng)。</p><p>　　在5.12地震發(fā)生后，針對亂石之中被埋在撫恤下的生命很難發(fā)現(xiàn)，“如果有能穿越亂石的機(jī)器人，也許就可以發(fā)現(xiàn)廢墟下的生命跡象從而救出更多的人！“謝敬濤等5位重慶交大的5位同學(xué)經(jīng)過商量后便有這個(gè)想法，發(fā)明一個(gè)越障能力強(qiáng)的機(jī)器人----蛇形機(jī)器人（圖1-5）.</p><p>　　圖1-5 謝敬濤向記者展示能翻越障礙的機(jī)器人</p>&l

23、t;p>　　1.3.3 本系統(tǒng)研究現(xiàn)狀</p><p>　　本系統(tǒng)基于AS-UII機(jī)器人為平臺，在此基礎(chǔ)上加以擴(kuò)展，結(jié)合國內(nèi)外搜救機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀，以機(jī)器人競賽為例，歸納總結(jié)出搜救機(jī)器人的運(yùn)算方法和擴(kuò)展設(shè)備的應(yīng)用。</p><p>　　本系統(tǒng)現(xiàn)狀優(yōu)點(diǎn)是以AS-UII機(jī)器人為平臺，可擴(kuò)展空間大，利用的設(shè)備較多，可以從多個(gè)方面實(shí)現(xiàn)搜救效果；缺點(diǎn)是AS-UII機(jī)器人平臺處于低發(fā)展中階段，有些

24、功能不是很完善，電機(jī)轉(zhuǎn)速慢，不易于快速靈活的發(fā)展被搜救目標(biāo)。</p><p>　　本系統(tǒng)主要研究搜救機(jī)器人執(zhí)行搜救過程中的算法及其擴(kuò)展設(shè)備的應(yīng)用，對機(jī)器人的行動速度和靈活度不作具體分析，此方面的不足等待后期研究。</p><p>　　第二章 搜救機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　本系統(tǒng)是基于能力風(fēng)暴廣茂達(dá)公司生產(chǎn)的AS-UII機(jī)器人為平臺，在此基礎(chǔ)上做相應(yīng)的擴(kuò)

25、展，以智能機(jī)器人搜救競賽為例，以實(shí)現(xiàn)其紅外壁障，地面檢測，亮度檢測的功能。AS-UII是面向教育的新一代智能移動機(jī)器人。AS-UII有一個(gè)功能強(qiáng)大的微處理系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)，而且它還能擴(kuò)展聽覺、視覺和觸覺，成為真正意義上的智能機(jī)器人。AS-UII是專門為大學(xué)進(jìn)行課程教學(xué)、工程訓(xùn)練、科技創(chuàng)新以及研究服務(wù)的新型移動智能機(jī)器人。</p><p>　　2.1.機(jī)器人定義描述</p><p>　　我國

26、科學(xué)家對機(jī)器人的定義是：“機(jī)器人是一種自動化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器人具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機(jī)器”。智能機(jī)器人是21世紀(jì)的熱點(diǎn)，也是一個(gè)國家整體實(shí)力的顯示。智能機(jī)器人是一個(gè)多科學(xué)的綜合，設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)和制作傳感器、控制與規(guī)劃、電子電氣、計(jì)算機(jī)與信息處理、通訊、能源、材料、系統(tǒng)工程。</p><p>　　能力風(fēng)暴是廣茂達(dá)公司開發(fā)的對動

27、手和實(shí)現(xiàn)能力培養(yǎng)的機(jī)器人平臺，它還可以借助于交互式C語言和開發(fā)式接口進(jìn)一步提高機(jī)器人的開發(fā)潛力。該機(jī)器人外形成圓盤狀，底盤上有兩個(gè)主動輪和兩個(gè)導(dǎo)向輪（圖2-1），自帶的傳感器有：碰撞傳感器、紅外傳感器、光敏傳感器、光電編碼器等，同時(shí)利用硬件擴(kuò)展總線SBUS可以增加紅外擴(kuò)展卡以及其他各種類型的傳感器。通過該機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)者做希望的各種動作和任務(wù)。從任務(wù)的實(shí)現(xiàn)過程中可以使設(shè)計(jì)者的各種能力得到進(jìn)一步的訓(xùn)練和提高。</p>&

28、lt;p>　　AS-UII 是面向教育的新一代智能移動機(jī)器人教學(xué)平臺。其主控制器為32位ARM7系列控制芯片，并配有光敏、紅外、聲音等多種傳感器。通過編程能對外界環(huán)境敏捷地作出反應(yīng)，除了提供有獨(dú)立的ASBUS總線，還有各類數(shù)字、模擬接口，能方便地對機(jī)器人現(xiàn)有功能進(jìn)行擴(kuò)展。</p><p>　　表 1 AS-UII機(jī)器人具體參數(shù)名稱及性能指標(biāo)</p><p>　　圖 2-1 AS-UI

29、I機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡圖</p><p>　　2.2 機(jī)器人結(jié)構(gòu)原理圖</p><p>　　圖2-2 能力風(fēng)暴智能機(jī)器人的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　2.3 微控制器</b></p><p>　　采用Motorola生產(chǎn)的68HC11E1，其內(nèi)部有CPU，片內(nèi)存儲器，定時(shí)器系統(tǒng)，串行口、A/D、并行I/O口，中斷和復(fù)位

30、系統(tǒng)組成。是主板的主體，位于AS-UII“心臟”部分的控制部件是A-UII的大腦，它由很多電子元器件組成，跟人的大腦一樣，主要完成接受信息，處理信息，發(fā)出指令等一系列過程。</p><p>　　AS-UII的大腦有記憶功能，這主要由主板上的內(nèi)存來實(shí)現(xiàn)的，至于“大腦”的分析、半段，決斷功能則由眾多芯片共同完成。</p><p>　　能力風(fēng)暴運(yùn)行于擴(kuò)展工作方式，擴(kuò)展了32K靜態(tài)RAM和8個(gè)I/

31、O口。注意：為了省引腳，單片機(jī)中一般以低8位地址和8位數(shù)據(jù)以時(shí)多路方式合用PC的8只引腳。</p><p>　　能力風(fēng)暴充分利用了68HC11的全部硬件資源。</p><p><b>　　2.4 自帶傳感器</b></p><p><b>　　1）碰撞傳感器</b></p><p>　　AS-UII

32、機(jī)器人的下部放置了一個(gè)碰撞系統(tǒng)，保證AS-UII機(jī)器人的正?；顒印S-UII機(jī)器人的碰撞機(jī)構(gòu)能夠檢測到來自360°范圍內(nèi)物體的碰撞，使AS-UII機(jī)器人遭遇到來自不同方向的碰撞后，能夠轉(zhuǎn)彎避開并保持正?；顒?。 </p><p><b>　　2）紅外傳感器</b></p><p>　　AS-UII機(jī)器人的紅外傳感器共包含兩種器件：紅外發(fā)射管和紅外接收管，紅外

33、接收管位于AS-UII機(jī)器人的正前方，兩只紅外發(fā)射管位于紅外接收管的兩側(cè)。AS-UII機(jī)器人的紅外傳感器能夠看到前方10cm～80cm </p><p><b>　　3）光敏傳感器</b></p><p>　　光敏傳感器是由兩個(gè)光敏電阻組成，它位于機(jī)器人的正前方。能力風(fēng)暴只能機(jī)器人上有2只光敏傳感器，它可以檢測到光線的強(qiáng)弱。光敏傳感器其實(shí)是一個(gè)光敏電阻，它的阻值受照

34、射在它上面的光線強(qiáng)弱的影響。能力風(fēng)暴智能機(jī)器人所用的光敏電阻的阻值在很暗的環(huán)境下為幾百KΩ，室內(nèi)照度下幾KΩ，陽光或強(qiáng)光下幾十Ω。</p><p><b>　　4）話筒 </b></p><p>　　AS-UII機(jī)器人的話筒的功能很強(qiáng)，它可以感受到聲音的強(qiáng)弱。我們知道我們自己的耳朵并不是所有聲音都可以聽見的，我們聽見的聲音在一定的頻率范圍內(nèi)，AS-UII的“耳朵”也是

35、這樣，它能聽見的聲音頻率范圍跟人能聽到的范圍大致是一樣的，大約 是16Hz~20000Hz的機(jī)械波。</p><p>　　AS-UII機(jī)器人在聽到你的聲音命令后，會根據(jù)你的指示（由程序事先輸入）采取行動。</p><p><b>　　5）光電編碼器</b></p><p>　　在AS-UII機(jī)器人里有碼盤和光耦（光電編碼器）。光電編碼器主要作為

36、控制的反饋信號。光耦通過測定隨輪軸一起轉(zhuǎn)動的碼盤的轉(zhuǎn)動角度，得到輪子所轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，從而判定距離。</p><p>　　第三章 基于搜救競賽為平臺的搜救系統(tǒng)分析</p><p>　　3.1 搜救機(jī)器人移動測量端系統(tǒng)分析</p><p>　　由于被搜救目標(biāo)所處的位置不是固定的，搜救機(jī)器人必須具有移動測量的功能，所以，必須設(shè)計(jì)出一個(gè)具體的移動測量方案，在本平臺中，移動測量

37、系統(tǒng)分兩個(gè)步驟執(zhí)行，一是移動端，二是測量端。移 動端通過馬達(dá)，電機(jī)執(zhí)行；測量端分別利用遠(yuǎn)紅外火焰探測模塊、紅外檢測和地面灰度檢測來完成。本論文以第十屆全國智能機(jī)器人比賽廣茂達(dá)杯中搜救機(jī)器人比賽為例進(jìn)行分析。</p><p>　　第十屆“廣茂達(dá)杯”中國智能機(jī)器人大賽比賽規(guī)則：</p><p><b>　　搜救機(jī)器人比賽</b></p><p>&

38、lt;b>　　1.概述</b></p><p>　　各參賽隊(duì)必須設(shè)計(jì)方案并且編程來使機(jī)器人能獨(dú)立在復(fù)雜的區(qū)域行動，在不碰到各種障礙物的情況下尋找到目標(biāo)信號燈。</p><p><b>　　2.現(xiàn)實(shí)應(yīng)用</b></p><p>　　本賽事中的機(jī)器人用以模擬現(xiàn)實(shí)世界中的搜救情景，搜救時(shí)的首要任務(wù)是找到被搜救者，這正是機(jī)器人的任務(wù)。

39、可能使用的是緊急通訊設(shè)備發(fā)出的無線信號，甚至是求救聲。</p><p>　　現(xiàn)實(shí)世界中，一旦機(jī)器人發(fā)現(xiàn)求援信號，它行進(jìn)過程中必須躲避障礙物，而不能直接向者被救者進(jìn)發(fā)。本次賽事，橡膠錐用作道路中的障礙物，但是現(xiàn)實(shí)中，障礙物可能是柱子，墻或者是橡膠。</p><p>　　除了行進(jìn)中的物理障礙物，還可能有其他必須考慮的障礙物，例如，地板上的洞，或一塊不安全的地板，或者一塊不宜通過的區(qū)域。本賽事使

40、用一塊黑色的紙來表示一塊禁止通行的區(qū)域。</p><p>　　這場比賽涉及到的不僅是智力問題，即需要創(chuàng)造正確而成功的編程邏輯和搜索算法，而且是物理問題，即怎樣在實(shí)踐中使用傳感器，例如，如何安裝，考慮傳感器高度以及方向。這場比賽的目標(biāo)僅是找到閃光燈。在現(xiàn)實(shí)世界中，機(jī)器人可能用來傳送食物、水、藥物和氧氣來給被救援者。也可用以牽引救援繩或引導(dǎo)跟隨的人。</p><p><b>　　3.

41、目標(biāo)</b></p><p>　　本賽的目標(biāo)是使機(jī)器人盡快趕到信號燈閃光處，在最短時(shí)間內(nèi)按照比賽規(guī)則完成目標(biāo)的機(jī)器人獲勝。</p><p><b>　　4.場地材料</b></p><p>　　場地——本賽事場地使用平的，白色或淺色油布或水泥地板。操作區(qū)域?yàn)?44CM X 244CM正方區(qū)域，由黑色膠帶標(biāo)出，如圖2-4所示。<

42、/p><p>　　障礙錐——賽場地板將會隨機(jī)布放12個(gè)淺色的橡膠錐（22CM高，邊緣有色帶標(biāo)出）。</p><p>　　禁區(qū)——由黑色繪圖紙（至少20CM寬）構(gòu)成的禁區(qū)將會布放在賽場各處。</p><p>　　信號燈——機(jī)器人搜尋目標(biāo)將由一個(gè)閃爍燈表示（約每分鐘25閃）。</p><p>　　圖2-4機(jī)器人搜救競賽場地</p>&l

43、t;p>　　通過比賽規(guī)則的分析，R為起始點(diǎn)（搜救機(jī)器人），B為終點(diǎn)（被搜救目標(biāo)）。如果從R到B，在不碰到障礙物和黑色圖帶的情況下，必須運(yùn)用合理的方法，由于障礙物的位置是隨機(jī)的，通過定距走的方式無法實(shí)現(xiàn)搜救的效果，所以必須采用隨機(jī)走的方式，遇到障礙錐，禁地繞行，在接近光源處執(zhí)行趨光程序。</p><p>　　完成R到B的步驟大致為：</p><p>　　1.根據(jù)場地的現(xiàn)狀，分析出機(jī)器人

44、需要執(zhí)行的算法，需要擴(kuò)展的傳感器。</p><p>　　2.購置材料，制作傳感器。</p><p>　　3.將制作好的傳感器安裝到AS-UII機(jī)器人上，并對機(jī)器人跳線做相應(yīng)的調(diào)整。</p><p>　　4.對現(xiàn)場的地面灰度參數(shù)，遠(yuǎn)紅外光線亮度參數(shù)及紅外壁障距離進(jìn)行測試。</p><p>　　5.將測試結(jié)果帶入到算法中，測試運(yùn)行結(jié)果。</

45、p><p><b>　　6.最后調(diào)試。</b></p><p>　　3.1.1 搜救機(jī)器人的移動系統(tǒng)分析</p><p>　　1)AS-UII機(jī)器人的主動輪有兩只，能夠完成向前直走，向后轉(zhuǎn)彎，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)，原地打轉(zhuǎn)這些平地上的技術(shù)動作；正因?yàn)橛序?qū)動機(jī)構(gòu)齒輪箱的存在，AS-UII才可以利用直流電機(jī)輸出的動力。</p><p>&

46、lt;b>　　2）從動輪</b></p><p>　　AS-UII機(jī)器人有2只從動輪，通過安置彈簧，它們可以在垂直于地面的方向上上下移動，保持機(jī)器人動作平衡和實(shí)現(xiàn)一定的越障功能。</p><p><b>　　3）直流電機(jī)</b></p><p>　　在AS-UII機(jī)器人上有兩個(gè)直流電機(jī)。</p><p>

47、;　　以電為原動力產(chǎn)生機(jī)械旋轉(zhuǎn)動力的裝置叫做電動機(jī)。電動機(jī)如果是依靠直流電源工作，則稱為直流電機(jī)。在AS-UII中，直流電機(jī)將軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動輸入到齒輪箱，然后齒輪箱的輸入軸控制輪子轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動整個(gè)機(jī)器人的運(yùn)動。</p><p>　　直流電機(jī)上的電壓大小影響它的轉(zhuǎn)速和扭矩。</p><p>　　4）AS-UII的動力</p><p>　　AS-UII的動力來源于位于機(jī)

48、器人底盤內(nèi)的電池。</p><p>　　電池提供電能，而機(jī)器人運(yùn)動需要的是動能。</p><p>　　電能轉(zhuǎn)化為動能是利用了一種專門的設(shè)備—電動機(jī)，這種設(shè)備是現(xiàn)代工作必不可少的，是工作電氣化的標(biāo)志。</p><p>　　結(jié)合AS-UII機(jī)器人的移動設(shè)備，欲在搜救中完成移動的任務(wù)，必須執(zhí)行隨機(jī)走，這要求在算法中，必須編輯出一個(gè)隨機(jī)走的程序。</p>&l

49、t;p>　　3.1.2 搜救機(jī)器人的測量系統(tǒng)分析</p><p>　　1)遠(yuǎn)紅外火焰探測模塊</p><p>　　遠(yuǎn)紅外火焰擴(kuò)展套件包括兩個(gè)遠(yuǎn)紅外火焰探頭和一個(gè)遠(yuǎn)紅外探測擴(kuò)展卡，遠(yuǎn)紅外火焰探頭可以用來探測火焰或其他一些波長在700nm~1000nm范圍內(nèi)的熱源。</p><p>　　遠(yuǎn)紅外火焰探頭由一個(gè)硅光電二極管和一個(gè)塑料圓環(huán)組成。如圖2-5所示，塑料圓環(huán)用

50、于固定硅光電二極管，同時(shí)起屏蔽作用，可防止外界光源干擾。</p><p>　　圖 2-5 磁場檢測模塊</p><p><b>　　遠(yuǎn)紅外探測接口卡</b></p><p>　　圖 2－6為遠(yuǎn)紅外火焰探測擴(kuò)展卡，可以通過ASBUS的PE5、PE6模擬輸入口采集來自遠(yuǎn)紅外火焰探頭的信號。</p><p>　　圖2-6遠(yuǎn)紅外

51、火焰探測接口卡</p><p>　　2)地面灰度檢測卡 </p><p>　　地面灰度檢測卡可以檢測地面反射光線的強(qiáng)度，使機(jī)器人能識別地面顏色的深淺。</p><p>　　地面灰度檢測卡由地面灰度傳感器探頭、地面灰度接口卡組成。</p><p><b>　　地面灰度傳感器探頭</b></p><p&

52、gt;　　圖2-7為AS地面灰度檢測傳感器探頭，有4根連接線，其中兩個(gè)為光敏電阻的引出線，另兩根位發(fā)光二極管的。</p><p>　　圖 2-7地面灰度傳感器探頭</p><p><b>　　地面灰度接口卡</b></p><p>　　地面灰度傳感器探頭與能力風(fēng)暴機(jī)器人主板之間的接口。圖2-8為AS地面灰度檢測卡，利用光敏電阻的阻值會隨著光照強(qiáng)

53、弱的變化而變化的這一特性。AS地面灰度檢測傳感器通過發(fā)光二極管照亮地面，地面的反射光線被光敏電阻接收，電阻值根據(jù)反射光線強(qiáng)弱而改變。地面灰度深，光敏電阻值大；地面灰度淺，光敏電阻值小。然后，阻值的變化轉(zhuǎn)變成電信號，通過模擬口PE5輸入到機(jī)器人主板上的為控制器，再由微控制器中的A/D轉(zhuǎn)換器將電信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換后供程序使用。</p><p>　　圖 2-8 地面灰度接口卡</p><p><

54、b>　　3.紅外檢測模塊</b></p><p>　　能力風(fēng)暴運(yùn)用了2只紅外發(fā)射管（970nm）（圖2-9）和一只紅外接收管（圖2-10）構(gòu)成紅外傳感系統(tǒng)，主要用來檢測前方、左前方和右前方的障礙，檢測距離范圍為10~80cm。用戶可以通過調(diào)節(jié)兩個(gè)電位器來調(diào)節(jié)左右兩個(gè)紅外的檢測距離，順時(shí)針紅外發(fā)射強(qiáng)，檢測距離遠(yuǎn)，逆時(shí)針紅外發(fā)射弱，檢測距離近。注意強(qiáng)紅外線尅穿透塑料，在機(jī)器人的上蓋中傳播，造成接收信

55、號始終表現(xiàn)為有障礙。解決方法是在紅外發(fā)射管上套上黑紙環(huán)，使其側(cè)面不能透出紅外線。同時(shí)也要避免地面的反射影響。逆時(shí)針將電位器旋轉(zhuǎn)到底時(shí)將關(guān)閉紅外線發(fā)射管。</p><p>　　圖2-9 紅外發(fā)射管 圖2-10 紅外接收管</p><p>　　紅外傳感器檢測障礙的過程如下：</p><p>　　1.左右發(fā)射管均關(guān)閉，紅外探測器探

56、測一次當(dāng)前信號，并保存下來以跟后面采集到得數(shù)據(jù)比較。</p><p>　　2.當(dāng)程序中調(diào)用ir_detector()時(shí)，啟動紅外發(fā)射探測系統(tǒng)。首先，左紅外發(fā)射管發(fā)射一次，演示1ms后紅外探測器探測一次信號；然后，右紅外發(fā)射管發(fā)射一次，延時(shí)1ms后紅外探測器探測一次信號，紅外探測器采樣一次信號的時(shí)間為0.064ms。紅外探測器通過PE4口采用當(dāng)前值，并保存下來。由于先后時(shí)間的不同，就可以分別探測左右兩邊的紅外信號。

57、</p><p>　　3． 調(diào)用一下ir_detector()函數(shù)，紅外探測系統(tǒng)開啟一下。完成后，左右發(fā)射管關(guān)閉。根據(jù)采集的數(shù)據(jù)可以班別是否有發(fā)射，只有在初始探測無發(fā)射而第二次探測有反射時(shí)，右反射管才是有發(fā)射的，右方被認(rèn)為有障礙。采用這種方法可以抑制很多環(huán)境紅外噪音。原理圖如圖2-11。</p><p>　　圖2-11紅外傳感器原理圖</p><p>　　3.2 搜

58、救機(jī)器人顯示報(bào)警端</p><p>　　3.2.1 搜救機(jī)器人的顯示端</p><p>　　搜救機(jī)器人在搜救過程中，紅外傳感器，地面灰度傳感器，遠(yuǎn)紅外火焰探測器同時(shí)在進(jìn)行工作，并將在搜救過程中檢測到的信號發(fā)送給機(jī)器人大腦中，并在顯示器上顯示出來。</p><p><b>　　紅外傳感器顯示端</b></p><p>　　

59、機(jī)器人執(zhí)行紅外檢測程序，如圖2-12</p><p>　　圖2-12紅外傳感器檢測程序</p><p>　　當(dāng)紅外傳感器檢測到前方有障礙物，將檢測到的信息發(fā)送到機(jī)器人頭腦中，并在前段顯示器上顯示，如圖2-13。</p><p>　　圖2-13 紅外檢測顯示</p><p><b>　　地面灰度檢測顯示端</b></

60、p><p>　　機(jī)器人執(zhí)行地面檢測程序，如圖2-14.</p><p>　　圖2-14 地面灰度檢測程序</p><p>　　三個(gè)地面灰度檢測探頭在搜救過程中，因?yàn)榈孛姝h(huán)境的不同，顯示地面的灰度值也不一樣，地面灰度檢測探頭將灰度值顯示到顯示器上（圖2-15）。</p><p>　　圖2-15 地面灰度顯示值</p><p>

61、;<b>　　遠(yuǎn)紅外火焰探測器</b></p><p>　　機(jī)器人執(zhí)行亮度檢測程序，如圖2-16。</p><p>　　圖2-16 遠(yuǎn)紅外火焰探測程序</p><p>　　遠(yuǎn)紅外火焰探測器將檢測到的左前右三側(cè)的光線亮度傳輸?shù)斤@示器上（圖2-17）。</p><p>　　圖2-17 遠(yuǎn)紅外檢測的亮度數(shù)值</p>

62、<p>　　3.2.2 搜救機(jī)器人的報(bào)警端</p><p>　　搜救過程中，如果檢測到信號燈，則停止電機(jī)并發(fā)出歡呼聲，表示搜救成功，圖2-18為搜救程序，當(dāng)機(jī)器人發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后，停止電機(jī)，。</p><p>　　圖2-18 報(bào)警程序</p><p>　　第四章 基于搜救競賽為平臺的系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　以第十屆全國智能

63、機(jī)器人廣茂達(dá)搜救機(jī)器人比賽為例進(jìn)行分析。</p><p>　　1．根據(jù)場地的現(xiàn)狀，分析出機(jī)器人需要執(zhí)行的算法，需要擴(kuò)展的傳感器。</p><p>　　2．購置材料，制作傳感器。</p><p>　　3．將制作好的傳感器安裝到AS-UII機(jī)器人上，并對機(jī)器人跳線做相應(yīng)的調(diào)整。</p><p>　　4．對現(xiàn)場的地面灰度參數(shù)，遠(yuǎn)紅外光線亮度參數(shù)及紅

64、外壁障距離進(jìn)行測試。</p><p>　　5．將測試結(jié)果帶入到算法中，測試運(yùn)行結(jié)果。</p><p>　　6．最后調(diào)試，外形包裝。實(shí)驗(yàn)研究原理圖如圖4-1所示：</p><p>　　圖4-1 基于搜救競賽為平臺的搜救研究原理圖</p><p>　　4.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1.1 遠(yuǎn)紅外火焰火焰探

65、頭的安裝</p><p>　　由于在現(xiàn)實(shí)中，紅外傳感器容易受外界光線的影響，精度不夠高，所以用高紅外光的遠(yuǎn)紅外火焰探測模塊替代，將原紅外傳感器接在AS-UII主板上的插腳替換為遠(yuǎn)紅外火焰探測器的插腳。</p><p>　　遠(yuǎn)紅外火焰火焰探頭的安裝</p><p>　　遠(yuǎn)紅外火焰探頭可直接通過機(jī)器人主板上光敏探測器的輸入口探測光源。</p><p&

66、gt;　　將硅光電二極管從塑料環(huán)較大的一端塞入。注意探頭不要放遍。可用少量502膠水固定，如圖4-2。</p><p>　　圖4-2 硅光電二極管</p><p>　　將機(jī)器人左右兩邊光敏傳感器的從主板上取下，光敏傳感器左右位置如圖4-3。</p><p>　　圖4-3 左右光敏所出位置</p><p>　　將遠(yuǎn)紅外探頭插在原光敏傳感器插針上

67、，位置如圖4-4，插頭上帶金屬的一面朝上。</p><p>　　圖4-4 遠(yuǎn)紅外探頭安裝位置</p><p>　　將塑料環(huán)固定在機(jī)器人傳感器安裝孔中，也可以固定在其他位置，圖4-5為安裝好后的效果。</p><p>　　圖4-5 遠(yuǎn)紅外火焰探頭</p><p>　　4.1.2 地面檢測模塊的安裝</p><p>　　1

68、.用熱膠槍將地面檢測傳感器探測頭焊接在AS-UII機(jī)器人地盤邊上，盡量貼近地面。</p><p>　　2.探頭的接線端子通過主板上導(dǎo)線孔穿過去。</p><p>　　3.將接線端子插到接口卡上，金屬片對應(yīng)的面朝接口卡，連接方式如圖4-6。</p><p>　　圖4-6 地面檢測模塊</p><p>　　4.將接口卡安裝在機(jī)器人主板上。接口卡上

69、有兩排指針，分別為ASBUSA(距連接插座較近)和ASBUSB,跟機(jī)器人主板上的ASBUS總線排母對應(yīng)。注意接口卡方向不要插反，排針與主板的排母不要錯位，如圖4-7。</p><p>　　圖4-7 排針與主板</p><p>　　4.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　圖形化交換式C語言介紹：</p><p>　　本系統(tǒng)建立在能力風(fēng)暴智能機(jī)

70、器人vjc1.6開發(fā)版的平臺上，利用C、FORTRAN、JAVA編程語言進(jìn)行編輯。在vjc1.6中，可以使用流程圖，圖形化編程，JC語言進(jìn)行編輯.</p><p>　　圖形化交換式C語言（簡稱vjc）是用于能力風(fēng)暴只能機(jī)器人系列的產(chǎn)品的軟件開發(fā)系統(tǒng)，具有基于流程圖的變成語言和交互式C語言（簡稱jc）。Vjc為開發(fā)只能機(jī)器人項(xiàng)目、程序和算法、教學(xué)等提供了簡單而又功能強(qiáng)大的平臺，是全球開創(chuàng)性的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品。

71、</p><p>　　在vjc中，不僅可以用直觀的流程圖編程，也可以用jc語言編寫更高級的機(jī)器人程序。流程圖的jc語言雙劍合璧，即能領(lǐng)讀者輕松入門，能夠讓讀者在編程中發(fā)揮最大的創(chuàng)造力。</p><p>　　Vjc操作簡便，與活潑明快的圖案和簡短的文字說明。讀者可以使用形象化的模塊，由頂向下搭建流程圖，搭建流程圖的同時(shí)，動態(tài)生成無語法錯誤的jc代碼。流程圖搭建完畢，程序就已經(jīng)編寫完成，可以立

72、即下載到機(jī)器人中運(yùn)行。已經(jīng)了解此軟件的讀者可以直接在jc代碼編輯環(huán)境中編寫程序，還可以邊寫邊試，發(fā)現(xiàn)錯誤，校正修改，十分方便。Vjc能讓 你在豐富多彩的機(jī)器人世界里，邊玩邊學(xué)，愉快的掌握許多有用的科技知識。</p><p>　　Vjc1.6開發(fā)版是vjc1.5開發(fā)版的升級版，在原vjc1.5基礎(chǔ)上進(jìn)行了如下的修改：</p><p>　　增加了EI控制器，即AS-EICON產(chǎn)品的支持；<

73、;/p><p>　　AS-MII\AS-UII機(jī)器人增加了自定模塊；</p><p>　　AS-MII\AS-UII機(jī)器人增加了私服電機(jī)驅(qū)動卡的可視化編程模塊；</p><p>　　變量百寶箱中增加了每類變量的個(gè)數(shù)，由3個(gè)增加為5個(gè)。</p><p>　　4.2.1 圖形化編程</p><p>　　用常規(guī)的計(jì)算機(jī)編程語言（

74、如C、FORTRAN、JAVA）編程課需要輸入復(fù)雜的程序代碼，并且編寫的程序還奧符合特定的語法。而流程圖編程不需要記憶計(jì)算機(jī)語言的語法，不需要使用鍵盤輸入程序代碼，只需要按照“先作什么，后作什么” 的設(shè)想，就可以編出程序。 Vjc正是按這個(gè)思想設(shè)計(jì)的。使用vjc軟件，學(xué)生們不用關(guān)心語言實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，同時(shí)有效避免了語法錯誤，用利于集中精力尋求解決問題的方法。</p><p>　　Vjc的流程圖模型由以下幾種基本形狀的

75、模塊及帶有箭頭的方向線組成（圖4-8）：</p><p>　　圖 4-8 Vjc的流程圖模型</p><p>　　Vjc的模塊包括：執(zhí)行器撥快（藍(lán)色矩形）、單功能傳感器模塊（紫色平行四邊形）、帶判斷功能的傳感器模塊（紫色菱形）、控制模塊（黃色矩形或橢圓形）五種。</p><p>　　Vjc流程圖支持多任務(wù)程序、子程序調(diào)用、浮點(diǎn)數(shù)和整數(shù)、全局變量、簡單表達(dá)式、復(fù)合條件

76、判斷以及循環(huán)嵌套等。</p><p>　　每一個(gè)模塊都可以完成一定的功能。只要按清晰地思路連接這些模塊，就可以很快地完成一個(gè)程序的編寫。</p><p>　　*一般的程序甚至是復(fù)雜的滅火程序都能用流程圖實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　1.主程序</b></p><p>　　本系統(tǒng)所研究的搜救機(jī)器人的按圖形化編程也可以

77、得到完美的實(shí)現(xiàn)。具體步驟如下：</p><p><b>　　1）亮度檢測程序</b></p><p>　　由于在現(xiàn)實(shí)中，紅外傳感器容易受外界光線的影響，精度不夠高，所以用高紅外光的遠(yuǎn)紅外火焰探測模塊替代，將原紅外傳感器接在AS-UII主板上的插腳替換為遠(yuǎn)紅外火焰探測器的插腳。此系統(tǒng)首先執(zhí)行亮度檢測，判斷光線亮度是否達(dá)到信號燈的光線亮度，如達(dá)到，則停止電機(jī)，并發(fā)出找到信

78、號燈的提示音，否則繼續(xù)執(zhí)行搜索程序。圖4-9為亮度檢測程序。 </p><p>　　圖 4-9 亮度檢測程序</p><p><b>　　2）趨光程序</b></p><p>　　搜救機(jī)器人在前進(jìn)的過程中，遠(yuǎn)紅外火焰探測傳感器執(zhí)行趨光任務(wù)。</p><p>　　當(dāng)機(jī)器人左測的光線亮度大于右測的亮度時(shí)，啟動電機(jī)左電機(jī)功率小

79、于右電機(jī)功率，機(jī)器人向左偏；當(dāng)機(jī)器人左側(cè)的光線亮度小于右側(cè)亮度時(shí)，啟動電機(jī)的左電機(jī)功率大于右電機(jī)功率，機(jī)器人向右偏。如圖4-10為趨光的主體程序。</p><p><b>　　圖4-10趨光程序</b></p><p><b>　　3）地面檢測程序</b></p><p>　　機(jī)器人在執(zhí)行除執(zhí)行趨光程序，必須同時(shí)執(zhí)行地面檢

80、測。</p><p>　　模擬口1代表右地面檢測傳感器；</p><p>　　模擬口2代表前地面檢測傳感器；</p><p>　　模擬口3代表左地面檢測傳感器；</p><p>　　當(dāng)模擬口1檢測到的地面灰度大于240時(shí)，機(jī)器人向后退，并右轉(zhuǎn)，否則執(zhí)行模擬口2；當(dāng)模擬口2檢測到的地面灰度大于230時(shí)，機(jī)器人向右轉(zhuǎn)，否則執(zhí)行模擬口3；當(dāng)模擬口3

81、檢測到的地面灰度大于230時(shí)，機(jī)器人向左轉(zhuǎn)，否則執(zhí)行紅外檢測程序。如圖4-11為地面檢測的主程序。</p><p>　　圖4-11 地面檢測程序</p><p><b>　　紅外檢測程序</b></p><p>　　機(jī)器人在執(zhí)行趨光，地面檢測的同時(shí)，也必須執(zhí)行紅外壁障程序。</p><p>　　當(dāng)檢測到前方有障礙物時(shí)，向

82、后退，并右轉(zhuǎn)，否則檢測左側(cè)是否有障礙物；當(dāng)檢測到左方有障礙物時(shí)，向右轉(zhuǎn)，否則檢測右方是否有障礙物；當(dāng)檢測到右方有障礙物時(shí)，向左轉(zhuǎn)，否則再次執(zhí)行趨光程序。如圖4-12所示。</p><p>　　圖 4-12 紅外檢測程序</p><p>　　4.2.2 JC 語言</p><p>　　交互式C語言（簡稱JC）是用于能力風(fēng)暴智能機(jī)器人的專用開發(fā)語言。</p>

83、<p>　　JC由兩部分組成：編譯環(huán)境和能力風(fēng)暴操作系統(tǒng)ASOS。JC實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)C語言的一個(gè)子集，它包括控制語句（for，while，if else）、局部變量和全局變量、數(shù)組、指針、16位和32位整數(shù)以及32位浮點(diǎn)數(shù)。</p><p>　　JC不直接編譯生成針對特定處理器的機(jī)器代碼，而是先編譯生成基于堆棧虛擬機(jī)的偽代碼。然后這種偽代碼由能力風(fēng)暴操作系統(tǒng)解釋執(zhí)行。JC這種不尋常的編譯方式有以下優(yōu)點(diǎn)：

84、</p><p>　　解釋執(zhí)行：允許檢查運(yùn)行出錯。例如：JC在運(yùn)行，數(shù)組下標(biāo)的檢查。</p><p>　　代碼更精簡：偽代碼是完全基于堆棧的，進(jìn)程狀態(tài)完全由它的堆棧和程序計(jì)數(shù)器所決定。因此只需要裝載新的堆棧指針和程序計(jì)數(shù)器就可以方便地實(shí)現(xiàn)任務(wù)切換。任務(wù)切換操作系統(tǒng)處理，而不是編譯器。</p><p>　　本系統(tǒng)機(jī)器人搜救所使用的JC代碼如下:</p>

85、<p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　photo_1 =photo(1);\*定義亮度變量1為左*\</p><p>　　photo_2 =photo(2); \*定義亮度變量2為右*\</p><p>　　photo_3 =(photo(1)+phot

86、o(2))/2; \*定義亮度變量3為平均*\</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(photo_3 < 14)</p><p><b>　　{</b></p><p&g

87、t;　　stop();\*停止電機(jī)*\</p><p>　　SubRoutine_1 ();</p><p>　　wait( 3000.000000 );\*延時(shí)等待*\</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p>&

88、lt;b>　　{</b></p><p>　　if(photo_3 < 80)\*亮度檢測3檢測到的數(shù)值小于80*\</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(photo_1 < photo_2)</p><p><b>　　{</b></

89、p><p>　　motor( 1 , 20 );</p><p>　　motor( 2 , 80 );</p><p>　　wait( 0.200000 );</p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p&

90、gt;　　if(photo_2 < photo_1)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　motor( 1 , 80 );</p><p>　　motor( 2 , 20 );</p><p>　　wait( 0.200000 );</p><p><b>

91、　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　motor( 1 , 20 );</p><p>　　motor( 2 , 20 );</p><p>　　wait( 0.500000 );

92、</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b>&l

93、t;/p><p>　　ma_1 =analogport(7); \*模擬通道7設(shè)為模擬1*\</p><p>　　ma_2 =analogport(6); \*模擬通道6設(shè)為模擬2*\</p><p>　　ma_3 =analogport(5); \*模擬通道5設(shè)為模擬3*\</p><p>　　if(ma_2 > 240) \*模擬2大于

94、240，此為地面檢測程序，檢測到前方有障礙物*\</p><p><b>　　{</b></p><p>　　drive( -40 ,0);</p><p>　　wait( 0.100000 );</p><p><b>　　stop();</b></p><p>　　dri

95、ve( 0 , 40);</p><p>　　wait( 0.100000 );</p><p><b>　　stop();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>

96、　　{</b></p><p>　　if(ma_3 > 230) \*模擬3大于240，此為地面檢測程序，檢測到左方有障礙物*\</p><p><b>　　{</b></p><p>　　drive( 0 , 40);</p><p>　　wait( 0.100000 );</p>&l

97、t;p><b>　　stop();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(ma_1 > 230) \*模擬1大于230，此

98、為地面檢測程序，檢測到右方有障礙物*\</p><p><b>　　{</b></p><p>　　drive( 0 , -40);</p><p>　　wait( 0.100000 );</p><p><b>　　stop();</b></p><p><b>

99、　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　ir_1 =ir_detector();\*紅外檢測*\</p><p>　　if( ir_1 == 4)\*檢測到前面有障礙物*\</p><

100、p><b>　　{</b></p><p>　　drive( -40 ,0);</p><p>　　wait( 0.100000 );</p><p><b>　　stop();</b></p><p>　　drive( 0 , 40);</p><p>　　wait(

101、 0.100000 );</p><p><b>　　stop();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　ir_1

102、 =ir_detector();</p><p>　　if( ir_1 == 1)\*檢測到左面有障礙物*\</p><p><b>　　{</b></p><p>　　drive( 0 , 40);</p><p>　　wait( 0.100000 );</p><p><b>　　

103、stop();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　ir_1 =ir_detector();</p><p>　　if(

104、ir_1 == 2)\*檢測到右邊有障礙物*\</p><p><b>　　{</b></p><p>　　drive( 0 , -40);</p><p>　　wait( 0.100000 );</p><p><b>　　stop();</b></p><p><b

105、>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(photo_1 >= photo_2) {</p><p>　　mo

106、tor( 1 , 45 );</p><p>　　motor( 2 , 38 );</p><p>　　wait( 0.200000 );</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</

107、b></p><p>　　motor( 1 , 38 );</p><p>　　motor( 2 , 45 );</p><p>　　wait( 0.200000 );</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p>

108、<p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><

109、p><b>　　}</b></p><p>　　photo_1 =photo(1);</p><p>　　photo_2 =photo(2);</p><p>　　photo_3 =(photo(1)+photo(2))/2;</p><p><b>　　}</b></p>&l

110、t;p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void SubRoutine_1( )</p><p><b>　　{</b></p><p>　　tone(261.600006,0.500000);</p>&

111、lt;p>　　tone(293.600006,0.500000);</p><p>　　tone(329.600006,0.500000);</p><p><b>　　return;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void SubRoutine_2( )

112、</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(photo_1 < photo_2)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　motor( 1 , 20 );</p><p>　　motor( 2 , 80 );</p>

113、;<p>　　wait( 0.200000 );</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(photo_2 < photo_1)</p>

114、<p><b>　　{</b></p><p>　　motor( 1 , 80 );</p><p>　　motor( 2 , 20 );</p><p>　　wait( 0.200000 );</p><p><b>　　}</b></p><p><b

115、>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　motor( 1 , 20 );</p><p>　　motor( 2 , 20 );</p><p>　　wait( 0.500000 );</p><p><b>　　}</b

116、></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本課題根據(jù)國內(nèi)外機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀，對于在災(zāi)難發(fā)生后，如地震，火災(zāi)等，人員不宜進(jìn)入或無法進(jìn)入的特殊環(huán)境，進(jìn)行了初步分析，設(shè)計(jì)一款

117、能夠在復(fù)雜環(huán)境中能夠自由行走，并發(fā)現(xiàn)被困目標(biāo)的搜救機(jī)器人。國外一些國家在發(fā)生災(zāi)難后利用機(jī)器人參加搜救行動的例子很多，而國內(nèi)的搜索救援行動中，很少見到搜救機(jī)器人的影子，這說明我國的搜救機(jī)器人還處于發(fā)展階段。</p><p>　　本課題詳細(xì)闡述了機(jī)器人搜救的研究背景和研究意義，為搜救機(jī)器人的提供了更好的依據(jù)。</p><p>　　系統(tǒng)基于AS-UII機(jī)器人為平臺，以智能機(jī)器人比賽中搜救競賽為例

118、，研究搜救機(jī)器人的搜救原理、算法及其擴(kuò)展設(shè)備的運(yùn)用，設(shè)計(jì)出一套理論清晰，具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的搜救機(jī)器人，在災(zāi)難發(fā)生的地段能夠更好的得到利用，在以后的搜救工作中會得到充分的發(fā)揮，甚至成為家庭必備的防意外事故的消防員。</p><p>　　本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中，在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上，遇到的主要問題在于機(jī)器人檢測到光源的同時(shí)，前方又有障礙物，如果執(zhí)行趨光程序，勢必會撞到障礙物，導(dǎo)致違規(guī)；如果執(zhí)行壁障程序，則機(jī)器人很難再次找到光源

119、，甚至進(jìn)入死循環(huán)；在這個(gè)問題上一度陷入了僵局，后經(jīng)研究，實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)，將機(jī)器人原有的光敏傳感器替換為遠(yuǎn)紅外火焰?zhèn)鞲衅?，根?jù)距離光源遠(yuǎn)近，光線亮度的不同，達(dá)到了搜救的效果。其原因是距離光源越近，則光線亮度越強(qiáng)，亮度檢測器顯示的數(shù)值就越小，當(dāng)數(shù)值小于一定數(shù)值后，機(jī)器人執(zhí)行趨光程序，否則繼續(xù)隨即走。而光敏傳感器檢測到光線亮度的精確度不如遠(yuǎn)紅外火焰探測器，遠(yuǎn)紅外火焰探測的亮度檢測值精確到10一下，可以根據(jù)機(jī)器人本身距離光線遠(yuǎn)近來判斷目標(biāo)的位置。&

120、lt;/p><p>　　本系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是利用結(jié)構(gòu)相對簡單的機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)了搜救的效果，減少了很多繁瑣的過程。特色是在AS-UII機(jī)器人的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了改裝，拆除了光敏傳感器，替換為遠(yuǎn)紅外火焰探測器，這樣可以更精確，更迅速地發(fā)現(xiàn)信號源；閑置其碰撞檢測模塊，擴(kuò)展了三個(gè)地面灰度檢測模塊，分別檢測左前右的地面灰度，防止撞到障礙物。算法相對簡單，實(shí)用，運(yùn)用少量的嵌套，循環(huán)，條件判斷語句，完成基礎(chǔ)的算法工作。</p>

121、<p>　　由于本系統(tǒng)還處于設(shè)計(jì)階段，還有很多的不足之處，如機(jī)器人本身的行動速度慢，工作時(shí)間短，靈活度不高等，需要在電機(jī)，能耗，傳感器方面做更進(jìn)一步的探究，在以后的會做更細(xì)一步的研究。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　非常感謝方xx老師在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段——畢業(yè)設(shè)計(jì)階段給自己的指導(dǎo)，從最初的定題，到資料收集，到寫作、修改，到

122、論文定稿，給了我耐心的指導(dǎo)和無私的幫助。他是一個(gè)為人和善，體貼愛護(hù)學(xué)生，學(xué)歷又高的教師，得到同學(xué)們的一致好評，在此我向他表示我誠摯的謝意。希望xx老師以后的教研生涯走的越來越遠(yuǎn)，越來越有成就，培育出一個(gè)又一個(gè)出色的人才。</p><p>　　感謝所有任課老師和所有同學(xué)在這三年來給自己的指導(dǎo)和幫助，是他們教會了我專業(yè)知識，教會了我如何學(xué)習(xí)，教會了我如何做人。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步，在此向他們表示

123、我由衷的謝意，并祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 上海廣茂達(dá)伙伴機(jī)器人有限公司. 能力風(fēng)暴智能機(jī)器人VJC1.6開發(fā)版使用手 冊[J].現(xiàn)代電子技