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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于紅外線和超聲波傳感器的智能避障循跡機(jī)器人設(shè)計(jì)開發(fā)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本作品取名為Pioneer Tracker，它是一款基于AT89S52單片機(jī)開發(fā)的智能循跡避障機(jī)器人，能夠在復(fù)雜的路況下精確地完成循黑跡、路面標(biāo)志識(shí)別、障礙物位置尺寸探測(cè)及避障等一系列功能。機(jī)器人以兩輪小車為載體，搭載AT89S52單片機(jī)為MCU，采用成本較低的紅外和超聲波傳感器作為信息采集裝置，通過模糊算法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制，可以應(yīng)用于特殊環(huán)境下的探測(cè)、運(yùn)輸及搜尋等操作。
- 詳細(xì)介紹：
- 目前循跡機(jī)器人在多種行為沖突問題解決上尚存缺陷，且不能準(zhǔn)確識(shí)別U形等復(fù)雜障礙，沒有最優(yōu)避障路徑。而我們以AT89S52單片機(jī)作為機(jī)器人小車的MCU,使用紅外和超聲波傳感器采集周圍環(huán)境信息，綜合優(yōu)先級(jí)裁決方法和模糊行為融合法選取機(jī)器人的控制行為，較好地解決循跡過程中存在的各種行為以及行為沖突問題, 運(yùn)用均值濾波法，更準(zhǔn)確地檢測(cè)到障礙物、軌跡和標(biāo)識(shí)等信息，在以最優(yōu)路徑避開U形等復(fù)雜障礙的同時(shí)保證了循跡的快速性和準(zhǔn)確性，能夠滿足普通工業(yè)生產(chǎn)對(duì)自動(dòng)化物流的需求。 本智能循跡機(jī)器人設(shè)計(jì)用于重復(fù)裝卸搬運(yùn)。在物流系統(tǒng)、自動(dòng)化倉庫中裝卸搬運(yùn)的頻率極高,消耗的費(fèi)用占總費(fèi)用的比例較大，國內(nèi)外一直在尋求智能化的搬運(yùn)技術(shù)和設(shè)備以降低搬運(yùn)成本和改善物料搬運(yùn)的效率,以節(jié)省勞動(dòng)力，因此以該智能小車為模型的搬運(yùn)設(shè)備將在很大程度上滿足企業(yè)生產(chǎn)對(duì)自動(dòng)化物流的需求。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計(jì)目的：實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在循跡中以最短路徑避開多種復(fù)雜障礙物。 基本思路：結(jié)合超聲波、紅外線技術(shù)，單片機(jī)用優(yōu)先級(jí)裁決算法實(shí)現(xiàn)小車智能循跡、避障、識(shí)別等功能。 創(chuàng)新點(diǎn)：(1)避障路徑最優(yōu)化(2)識(shí)別多種復(fù)雜障礙物,尤其U形直角形等障礙(3)均值濾波法,灰度和障礙距離等信息識(shí)別準(zhǔn)確。 技術(shù)關(guān)鍵：多傳感器信息融合、多行為優(yōu)先級(jí)裁決。 技術(shù)指標(biāo)：紅外頻率：避障38KHZ,循跡2.8KHZ.
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 科學(xué)先進(jìn)性:目前循跡機(jī)器人在多行為和行為沖突問題解決上尚存缺陷，不能識(shí)別U形等復(fù)雜障礙，無最優(yōu)避障路徑。本品用優(yōu)先裁決法解決多行為沖突問題；用模糊行為融合法和均值濾波法準(zhǔn)確檢測(cè)障礙物、軌跡和標(biāo)識(shí)信息，以最優(yōu)路徑避開U形等復(fù)雜障礙并保證循跡快速準(zhǔn)確。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場(chǎng)演示 圖片 錄像 樣品
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說明：只需設(shè)置場(chǎng)景，把相應(yīng)程序加載到小車，即可使用。 技術(shù)特點(diǎn)：算法簡單，多傳感器信息融合技術(shù)使控制精確。 適用范圍：應(yīng)用于物流運(yùn)送、工廠自動(dòng)化運(yùn)輸以及智能汽車和智能家用機(jī)器人等熱門領(lǐng)域，且可在智能機(jī)器人相關(guān)競(jìng)賽中推廣。 市場(chǎng)分析及經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)：近年來，市場(chǎng)物流運(yùn)作頻繁，而在物流上用循跡機(jī)器人，不僅可提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，還能保障人身安全，改善勞動(dòng)環(huán)境，節(jié)約原材料消耗并降低生產(chǎn)成本。
同類課題研究水平概述
- 機(jī)器人技術(shù)是一個(gè)國家高技術(shù)實(shí)力的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，它涉及到多個(gè)學(xué)科，機(jī)械、電工、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)測(cè)量、人工智能、傳感技術(shù)等，是眾多領(lǐng)域的高科技。移動(dòng)機(jī)器人是機(jī)器人中的一個(gè)重要分支，所應(yīng)用到的技術(shù)包括機(jī)器人結(jié)構(gòu)技術(shù)、控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息融合、路徑規(guī)劃等。 移動(dòng)機(jī)器人的研究中，主要方向涉及導(dǎo)航能力，其中包括地圖創(chuàng)建、定位、避障和路徑規(guī)劃，同時(shí)也緊密結(jié)合著多傳感器信息融合，分布式控制結(jié)構(gòu)，多機(jī)器人協(xié)作等多個(gè)方向，這些方面研究工作的深入共同推動(dòng)著移動(dòng)機(jī)器人學(xué)科的發(fā)展。在移動(dòng)機(jī)器人的相關(guān)技術(shù)研究中，定位、避障與導(dǎo)航技術(shù)使其研究核心，也是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)真正智能化和完全自主化的關(guān)鍵。 循跡機(jī)器人是移動(dòng)機(jī)器人的一個(gè)重要發(fā)展方向，目前還處于實(shí)驗(yàn)階段，比較多的循跡機(jī)器人主要是基于顏色傳感器或紅外傳感器設(shè)計(jì)開發(fā)的，基于顏色傳感器的機(jī)器人識(shí)別精度高，但易受環(huán)境光線影響，識(shí)別速度慢，運(yùn)行不穩(wěn)定；基于紅外傳感器的機(jī)器人抗干擾能力強(qiáng)，識(shí)別速度快，但只能識(shí)別顏色灰度，識(shí)別精度不高。并且，這兩種循跡機(jī)器人都只能做單一的循跡，不能在有復(fù)雜障礙、路面標(biāo)志等循跡軌道上智能的完成循跡。 避障循跡機(jī)器人主要是基于超聲波或紅外線測(cè)距進(jìn)行避障，目前這類機(jī)器人不能完成對(duì)障礙物的全面信息采集，導(dǎo)致避障路徑不能保證最短，效率不高，不符合當(dāng)前節(jié)能減排的潮流。
