帶語音控制的多功能無線監(jiān)控輪式機(jī)器人

　　2、國內(nèi)智能車輛的研究

　　吉林大學(xué)智能車輛課題組長期從事智能車輛自主導(dǎo)航機(jī)理及關(guān)鍵技術(shù)研究。20世紀(jì)90年代以來，課題組開展的組態(tài)式柔性制造單元及圖像識別自動引導(dǎo)車的研究對我國獨(dú)立自主開發(fā)一種新型自動引導(dǎo)車輛系統(tǒng)，從而為我國生產(chǎn)組織模式向柔性或半柔性生產(chǎn)組織轉(zhuǎn)化提供了有意義的技術(shù)支撐和關(guān)鍵設(shè)備。課題組己開發(fā)出JUTIV-1、JUTIV-2和JLUIV-3三種型號的自動引導(dǎo)車輛，其中JLUIV-3實(shí)用型視覺導(dǎo)航AGV已投入工廠進(jìn)行中試，并得到吉林省科委“新型視覺引導(dǎo)AGV及自動物流運(yùn)輸系統(tǒng)開發(fā)”項(xiàng)目、長春市政府科計(jì)引導(dǎo)計(jì)劃新星創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、吉林大學(xué)科技園高新技術(shù)產(chǎn)品孵化項(xiàng)目的立項(xiàng)資助，目前該種AGV已完成商品化研制，即將投入市場。由于JUTIV-3型AGV性能優(yōu)越，智能化程度高，屬國內(nèi)首創(chuàng)，必將會產(chǎn)生重大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

　　中國第一汽車集團(tuán)公司和國防科技大學(xué)機(jī)電工程與自動化學(xué)院于2003年7月研制成功我國第一輛自主駕駛轎車。該自主駕駛轎車在正常交通情況下，在高速公路上行駛的最高穩(wěn)定速度為130公里/小時，最高峰值速度為170公里/小時，并且具有超車功能，其總體技術(shù)性能和指標(biāo)己經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。轎車自主駕駛的基本原理是仿人駕駛。車內(nèi)的環(huán)境識別系統(tǒng)識別出道路狀況，測量前方車輛的距離和相對速度，相當(dāng)于駕駛員的眼睛;車載主控計(jì)機(jī)和相應(yīng)的路徑規(guī)劃軟件根據(jù)計(jì)算機(jī)視覺提供的道路信息、車前車輛情況以及自身的行駛狀態(tài)，決定是沿道路前進(jìn)還是換道準(zhǔn)備超車，相當(dāng)于駕駛員的大腦;自動駕駛控制軟件按照需要跟蹤的路徑和汽車行駛動力學(xué)，向方向盤控制器、油門控制器和剎車控制器發(fā)出動作指令，操縱汽車按規(guī)劃好的路徑前進(jìn)，起到駕駛員的手和腳的作用。

　　另外，我國清華大學(xué)、北京理工大學(xué)等單位也正在研發(fā)智能車輛。汽車自主駕駛技術(shù)是集模式識別、智能控制、計(jì)算機(jī)科學(xué)和汽車操縱動力等多門學(xué)科于一體的綜合性技術(shù)，汽車自主駕駛功能水平的高低常被用來作為衡量一個國家控制技術(shù)水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。智能車輛的相關(guān)技術(shù)，也將促進(jìn)輪式機(jī)器人的研究。

　　項(xiàng)目的研究意義

　　該項(xiàng)目的研究成功，可以作為消費(fèi)類的產(chǎn)品推廣，并且對于危險性大的的環(huán)境也同樣起到很大的作用，比如礦井下的人員救助等方面，且本產(chǎn)品是自主創(chuàng)新，具有自主知識產(chǎn)權(quán)，具有廣泛的應(yīng)用前景，該項(xiàng)目研制成功將填補(bǔ)我國在這方面的空白，并對科技、經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展產(chǎn)生較大的影響。

　　主要內(nèi)容

　　(1)電機(jī)驅(qū)動。采取經(jīng)典的L298模塊來控制，通過一篇L298來控制兩個減速電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和停止，從而控制小車的行駛。

　　(2)紅外無線遙控模塊的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)小車的無線控制，對其方向的控制。

　　(3)光電壁障模塊。根據(jù)投光器發(fā)出的光束，被物體阻斷或部分反射，受光器最終據(jù)此作出判斷反應(yīng)，是利用被檢測物體對紅外光束的遮光或反射，由同步回路選通而檢測物體的有無，其物體不限于金屬，對所有能反射光線的物體均能檢測。

　　(4)語音模塊的研究。在尋跡和壁障過程中，加載語音識別項(xiàng)目，下車將根據(jù)特定人發(fā)布的命令，做出相應(yīng)的動作，以應(yīng)對復(fù)雜多變的工作環(huán)境。

　　(5) 利用傳感模塊進(jìn)行尋跡和檢測障礙物，并控制智能車的車速。

　　(6) 溫度采集。采用DS18b20芯片采集智能車所處環(huán)境的溫度，將溫度模擬信號已經(jīng)在芯片內(nèi)部轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過單片機(jī)來讀取數(shù)據(jù)。

　　(7) 利用OV6620對圖像進(jìn)行采集，并且研究圖像終端的顯示。

　　(8) 對ZigBee無線傳輸技術(shù)的研究，應(yīng)用ZigBee結(jié)合智能車進(jìn)行安全檢測，包括對受災(zāi)現(xiàn)場人員的定位，并且采集其生命特征，包括心跳、溫度和血壓等，確定人員的生命體征，并對現(xiàn)場環(huán)境具體情況的采集，其中包括溫度，濕度和空氣的各個氣體的含量，對環(huán)境情況做出預(yù)判。

　　(9)另外，智能車上還可以擴(kuò)展一些外圍模塊來增加其智能性，比如物品搬運(yùn)，防盜等功能。這樣小車的智能性會更加全面，功能也會更加完善。

　　本科研項(xiàng)目符合產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合的技術(shù)熱點(diǎn)和難點(diǎn)，屬于電子與通信項(xiàng)目中的汽車電子的應(yīng)用產(chǎn)品，屬于資助重點(diǎn)的資助領(lǐng)域。

　?、岔?xiàng)目計(jì)劃及目標(biāo)

　　項(xiàng)目總體目標(biāo)

　　本項(xiàng)目提供：

　　本項(xiàng)目除了實(shí)現(xiàn)智能小車的基本功能外，針對特定的現(xiàn)場及PIC32芯片的特點(diǎn)，還開發(fā)了循跡、避障、測速等功能，并實(shí)現(xiàn)圖像的無線傳輸。

　　(1)本項(xiàng)目的總體目標(biāo)提供具有自主知識產(chǎn)權(quán)的智能消防車實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)一套;

　　(2)配套的系統(tǒng)和應(yīng)用軟件一套;

　　技術(shù)、質(zhì)量指標(biāo)

　　(1)將循跡、避障、測速等功能融為一體，嘗試了多通道、多傳感器的綜合運(yùn)用，采用了較為精確的方向控制策略，使整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性達(dá)到了較高的水平。

　　(2)評測終端主要技術(shù)指標(biāo)：充分利用PIC32單片機(jī)的軟硬件資源。

　　(3)增添相應(yīng)的硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)圖像識別、行駛狀態(tài)顯示。

　　(4)儀器終端提供測試結(jié)果的液晶顯示，可將結(jié)果實(shí)時在外接的顯示器上顯示。

　　(5)從視頻信號中采集圖像。

　　(6)利用ZigBee實(shí)現(xiàn)圖像的無線傳輸，實(shí)現(xiàn)對智能小車的周邊影像的監(jiān)控。

　　(7)語音控制智能小車的行為。

　　(8)充分利用單片機(jī)的外圍接口，使小車的智能性更強(qiáng)。