一種智能機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

　　4.3 智能巡線試驗(yàn)

　　機(jī)器人的巡線可用于機(jī)器人比賽、自動(dòng)化無人工廠、倉庫、服務(wù)機(jī)器人等領(lǐng)域，因此研究巡線實(shí)現(xiàn)過程有一定的現(xiàn)實(shí)意義。試驗(yàn)如圖5所示。

　　實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地是綠色毛毯狀物質(zhì)，其中白線寬度為30 mm。在啟動(dòng)試驗(yàn)平臺(tái)之前要調(diào)整攝像頭視角，如果視角太大，則循線精度很難保證，甚至?xí)撾x預(yù)期的軌跡。經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，當(dāng)攝像頭光軸與地面夾角大約為60°左右時(shí)，其循線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，其像素從中間開始向兩邊遞增，即從p0～p159，并分別給出權(quán)值，求其每點(diǎn)的灰度值與相應(yīng)點(diǎn)權(quán)值并求出總和，其表達(dá)式為：

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

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

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

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本課題設(shè)計(jì)的機(jī)器人能夠很好地實(shí)現(xiàn)直線爬坡、巡線行走等功能，并可以實(shí)時(shí)采集聲音和圖像信息。在數(shù)據(jù)處理上，采用ARM9核的S3C2410處理器，數(shù)據(jù)處理快、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、穩(wěn)定可靠、效率高。移動(dòng)機(jī)器人隨其應(yīng)用環(huán)境和移動(dòng)方式的不同，研究?jī)?nèi)容也有很大差別。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(dāng)于人的眼、耳、皮膚的視覺傳感器、聽覺傳感器和觸覺傳感器。移動(dòng)機(jī)構(gòu)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）等類型。輪子適于平坦的路面，足式移動(dòng)機(jī)構(gòu)適于山岳地帶和凹凸不平的環(huán)境。移動(dòng)機(jī)器人的控制方式從遙控、監(jiān)控向自治控制發(fā)展，綜合應(yīng)用機(jī)器視覺、問題求解、專家系統(tǒng)等人工智能等技術(shù)研制自治型移動(dòng)機(jī)器人。

　　(1)控制算法描述：機(jī)器人的動(dòng)態(tài)巡線過程，需要提取并能檢測(cè)判斷機(jī)器人相對(duì)白線的位置情況，形成控制策略，完成機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)調(diào)整。其算法實(shí)現(xiàn)流程如圖6所示，巡線偏移情況如圖7所示。