帶語(yǔ)音控制的多功能無(wú)線(xiàn)監控輪式機器人

　　(二)項目研究可行性分析

　?、蹦壳氨卷椖康难芯扛艣r、主要研究方法及協(xié)作條件;

　　我們之所以選擇智能小車(chē)是因為對它的研究可以仿效移動(dòng)機器人的研究，國內在移動(dòng)機器人的研究上，主要的工作有：

　　清華大學(xué)智能移動(dòng)機器人于1994年通過(guò)鑒定涉及到五個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù):基于地圖的全局路徑規劃技術(shù)研究;基于傳感器信息的局部路徑規劃技術(shù)研究;路徑規劃的仿真技術(shù)研究;傳感技術(shù)、信息融合技術(shù)研究:智能移動(dòng)機器人的設計和實(shí)現。此外，還有香港城市大學(xué)智能設計、自動(dòng)化及制造研究中心的自動(dòng)導航車(chē)和服務(wù)機器人，哈工大19%年研制的導游機器人等。

　　關(guān)于本項目，對PIC32單片機有了一定的研究基礎，對智能小車(chē)實(shí)現的各個(gè)模塊上有了整體的思路并確定方案，并且得到了老師的大力支持。

　　主要研究方法：

　　本項目是集循跡、避障、測速等功能融為一體，采用ZigBee對圖像的無(wú)線(xiàn)傳輸。其研究開(kāi)發(fā)方案及技術(shù)路線(xiàn)如下：

　　(1)小車(chē)運動(dòng)控制電路包括控制電機的選擇，PIC32對電機的控制，控制電路的連接設計和電機控制程序的編寫(xiě)以及四相反應式步進(jìn)電機的建模與仿真。

　　(2)超聲波產(chǎn)生電路包括超聲波產(chǎn)生的軟件編程，超聲波發(fā)射接收的自動(dòng)控制(R-S觸發(fā)器);超聲波接收電路包括信號放大電路、信號濾波電路和信號整形電路，該部分電路主要完成超聲波從接收到輸入單片機，保障信號的純度和可檢測度。超聲波的發(fā)射和接收由超聲波發(fā)射頭和超聲波接收頭來(lái)完成;

　　(3)距離顯示電路的主要作用是顯示障礙物距移動(dòng)小車(chē)的距離，該部分主要內容為:外部觸發(fā)脈沖頻率的選擇和計數器、譯碼器及顯示器的選擇。

　　(4)語(yǔ)音控制電路，利用PIC對小車(chē)的行為進(jìn)行控制。

　　(5)小車(chē)避障電路主要介紹了機器人的運動(dòng)學(xué)模型和避障過(guò)程的設計思想，常用的兩種路徑規劃的方法，并介紹了本設計小車(chē)的避障策略及軟件編程，最后對避障程序進(jìn)行了計算機仿真。

　　(6)融合ZigBee無(wú)線(xiàn)傳輸協(xié)議對車(chē)子周邊的環(huán)境進(jìn)行監控。并且嘗試了多通道、多傳感器的綜合運用;

　?、脖卷椖考夹g(shù)成熟性及可靠性;

　　本項目所設計的小車(chē)在生活中，及各種特殊的環(huán)境下都有著(zhù)重大的應用。在生活里，可以作為消費類(lèi)的電子娛樂(lè )產(chǎn)品，而在一些特殊的場(chǎng)合，它又相當于一個(gè)輪式機器人，可以在諸如礦井、火災現場(chǎng)等提供一些幫助，并且將現場(chǎng)拍攝的圖像傳輸至終端來(lái)顯示，以達到監控的目的。倘若這個(gè)項目研發(fā)成功，將給生產(chǎn)廠(chǎng)商帶來(lái)巨大的市場(chǎng)需求和經(jīng)濟效益。

　?、潮卷椖康募夹g(shù)難點(diǎn)：

　　(1)系統抗干擾

　　由于在不同的環(huán)境下，外界干擾對小車(chē)相關(guān)性能影響影響會(huì )不一致，因此對小車(chē)的抗干擾性提出了更高的要求。

　　(2)避障功能

　　對避障這塊的難點(diǎn)是，對障礙物的檢測和相關(guān)參數的計算(比如大致尺寸，距離等)，以及選擇一個(gè)合適的角度，避開(kāi)目標障礙物。

　　(3)實(shí)時(shí)性

　　對小車(chē)周邊的環(huán)境圖像獲取后，進(jìn)行無(wú)線(xiàn)傳輸。從而達到實(shí)時(shí)對現場(chǎng)的狀況的檢測。因為PIC32的處理速度是相當有限的，而圖片信息量又相對較大，這注定了圖片傳輸和處理會(huì )占用較多的cpu資源，這對實(shí)時(shí)性提出了嚴峻的挑戰。

　　(4)準確性

　　對于語(yǔ)音控制部分，控制者發(fā)出控制命令，與事先錄入的語(yǔ)音信息匹配，這個(gè)過(guò)程可能因為控制者兩次講話(huà)的音量大小，頻率高低差別以及身體健康程度而出現不匹配從而無(wú)法實(shí)現控制，因此這需要一套準確的方法來(lái)盡量減少這種情況的發(fā)生。