一種智能機器人系統設計和實(shí)現

　　4.3 智能巡線(xiàn)試驗

　　機器人的巡線(xiàn)可用于機器人比賽、自動(dòng)化無(wú)人工廠(chǎng)、倉庫、服務(wù)機器人等領(lǐng)域，因此研究巡線(xiàn)實(shí)現過(guò)程有一定的現實(shí)意義。試驗如圖5所示。

　　實(shí)驗場(chǎng)地是綠色毛毯狀物質(zhì)，其中白線(xiàn)寬度為30 mm。在啟動(dòng)試驗平臺之前要調整攝像頭視角，如果視角太大，則循線(xiàn)精度很難保證，甚至會(huì )脫離預期的軌跡。經(jīng)過(guò)試驗驗證，當攝像頭光軸與地面夾角大約為60°左右時(shí)，其循線(xiàn)可靠性及精度能夠得到很好的保證。

　?、诎褕D像分成三個(gè)圖像帶：A0，像素從L0～L1；A1，像素從L2～L3；A2，像素從L4～L5；再把每個(gè)帶分成左右兩半，其像素從中間開(kāi)始向兩邊遞增，即從p0～p159，并分別給出權值，求其每點(diǎn)的灰度值與相應點(diǎn)權值并求出總和，其表達式為：

　　Sj＝V1*1+V2*2+…+Vi*i+…+Vn*n
(Vi為灰度值，i為權值；0≤n≤159，n為整數；L0≤j≤L1或L2≤j≤L3，j整數)

③用Ai右邊區的總和減去Ai左邊區的總和的差值，看是否落在誤差的允許范圍[-δ，δ]之內，即表達式為：
Tm＝(Sj右－Sj左)∈[-δ，δ] （m＝0、1、2）

④根據Tm值的大小就可以確定機器人的位置是左偏、右偏，或在誤差范圍之內，隨之就能產(chǎn)生機器人的控制策略。

實(shí)驗結果表明，本課題設計的機器人能夠很好地實(shí)現直線(xiàn)爬坡、巡線(xiàn)行走等功能，并可以實(shí)時(shí)采集聲音和圖像信息。在數據處理上，采用ARM9核的S3C2410處理器，數據處理快、實(shí)時(shí)性強、穩定可靠、效率高。移動(dòng)機器人隨其應用環(huán)境和移動(dòng)方式的不同，研究?jì)热菀灿泻艽蟛顒e。其共同的基本技術(shù)有傳感器技術(shù)、移動(dòng)技術(shù)、操作器、控制技術(shù)、人工智能等方面。它有相當于人的眼、耳、皮膚的視覺(jué)傳感器、聽(tīng)覺(jué)傳感器和觸覺(jué)傳感器。移動(dòng)機構有輪式（如四輪式、兩輪式、全方向式、履帶式）、足式（如 6足、4足、2足）、混合式（用輪子和足）、特殊式（如吸附式、軌道式、蛇式）等類(lèi)型。輪子適于平坦的路面，足式移動(dòng)機構適于山岳地帶和凹凸不平的環(huán)境。移動(dòng)機器人的控制方式從遙控、監控向自治控制發(fā)展，綜合應用機器視覺(jué)、問(wèn)題求解、專(zhuān)家系統等人工智能等技術(shù)研制自治型移動(dòng)機器人。

　　(1)控制算法描述：機器人的動(dòng)態(tài)巡線(xiàn)過(guò)程，需要提取并能檢測判斷機器人相對白線(xiàn)的位置情況，形成控制策略，完成機器人的運動(dòng)姿態(tài)調整。其算法實(shí)現流程如圖6所示，巡線(xiàn)偏移情況如圖7所示。