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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 走迷宮智能機(jī)器人
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作B類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 走迷宮智能機(jī)器人能夠主動(dòng)避障，自主識(shí)別路口類(lèi)型并判斷行走路線，能夠在錯(cuò)綜復(fù)雜的環(huán)境中查找所需要探測(cè)到的東西，可以被廣泛應(yīng)用到管道泄漏排查，未知路況勘測(cè)，輻射區(qū)環(huán)境探測(cè)，地震后廢墟中生命的搜尋，火場(chǎng)救人等場(chǎng)合，具有可移植性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣泛的特點(diǎn)。
- 詳細(xì)介紹：
- 走迷宮智能機(jī)器人采用stc89c52控制，利用l298n驅(qū)動(dòng)兩個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)軟件輸出pwm波對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)車(chē)子的轉(zhuǎn)彎和行走，利用六路紅外傳感器對(duì)周?chē)窙r進(jìn)行探測(cè)，其中三路是用來(lái)檢測(cè)周?chē)系K物，使車(chē)子在錯(cuò)綜復(fù)雜的環(huán)境中避免撞到障礙物，例外三路用來(lái)檢測(cè)岔路口類(lèi)型，通過(guò)軟件控制車(chē)子在遇到不同路線時(shí)選擇要走的路線。
作品圖片
作品專(zhuān)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)
- 走迷宮智能機(jī)器人可以解決生活中由于外界環(huán)境因素或自身限制而無(wú)法實(shí)現(xiàn)或難以完成的操作，比如完成一些危險(xiǎn)的探測(cè)工作，甚至尋找困境的最近出口。例如近日本發(fā)生核電站爆炸，造成一定區(qū)域的核輻射區(qū)，可以通過(guò)機(jī)器人去發(fā)現(xiàn)這片區(qū)域內(nèi)沒(méi)有安全撤離的生還人員。開(kāi)封市杞縣利民輻照廠發(fā)生卡源故障以來(lái)，中國(guó)國(guó)家環(huán)保部、河南省省環(huán)保廳高度重視。國(guó)家環(huán)保部指派核安全司核技術(shù)管理處處長(zhǎng)帶領(lǐng)專(zhuān)家及機(jī)器人趕赴杞縣利民輻照廠，目的是利用機(jī)器人進(jìn)一步摸清放射源室內(nèi)的詳細(xì)情況，為制定完善“機(jī)器人降源方案”提供技術(shù)支持。通過(guò)這些我想到了一個(gè)可以智能查詢危險(xiǎn)區(qū)域的機(jī)器人—走迷宮智能機(jī)器人，來(lái)模擬這種操作。 我們主要利用紅外線傳感來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)避障。用低成本達(dá)到實(shí)用性,移植性強(qiáng)。 項(xiàng)目技術(shù)關(guān)鍵在于智能小車(chē)走迷宮算法的設(shè)計(jì)，直流電機(jī)的控制。 主要技術(shù)指標(biāo)有電機(jī)控制采用開(kāi)環(huán)控制，利用PWM波來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速直走及轉(zhuǎn)彎，步進(jìn)電機(jī)的控制，路徑的優(yōu)化算法，小車(chē)在迷宮中的拐彎技巧，紅外傳感器的靈敏，抗干擾性及檢測(cè)的準(zhǔn)確性。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 我們所要制作的走迷宮智能小車(chē)是通過(guò)紅外避障及檢測(cè)系統(tǒng)。紅外傳感受可見(jiàn)光干擾小，可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量；電機(jī)采用閉環(huán)和PWM控制，提高了裝置工作的穩(wěn)定性。并且擴(kuò)展存儲(chǔ)器，彌補(bǔ)了內(nèi)存不足，實(shí)現(xiàn)裝置的記憶功能，從而優(yōu)化路線，達(dá)到尋找最佳路線的目的。 同時(shí)，該裝置移植性強(qiáng):車(chē)上可以攜帶人體感應(yīng)裝置，就能夠在一定距離內(nèi)檢測(cè)到有人，可以被運(yùn)用到在危險(xiǎn)環(huán)境中拯救遇難者。比如日本最近的核電站爆炸造成的核輻射區(qū)域，可以用它來(lái)發(fā)現(xiàn)那些為逃離而又沒(méi)有能力逃離的遇難者，并利用其記憶和優(yōu)化功能，為救援人員提供最佳路徑。同時(shí)也可以攜帶輻射檢測(cè)模塊，則可以尋找輻射源，及時(shí)消除污染。比如09年開(kāi)封杞縣利民輻照廠卡源故障，利用該裝置可以代替人進(jìn)入輻照室探測(cè)輻射源位置并加以維修。還可以加上無(wú)線模塊，實(shí)現(xiàn)直接跟蹤顯示。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2011年6月3日-4日在鄭州大學(xué)參見(jiàn)河南省”挑戰(zhàn)杯“終審決賽。
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 視頻 圖片 實(shí)物展示 現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說(shuō)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(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 走迷宮智能機(jī)器人能夠主動(dòng)避障，自主識(shí)別路口類(lèi)型并判斷行走路線，能夠在錯(cuò)綜復(fù)雜的環(huán)境中查找所需要探測(cè)到的東西，可以被廣泛應(yīng)用到管道泄漏排查，未知路況勘測(cè)，輻射區(qū)環(huán)境探測(cè)，地震后廢墟中生命的搜尋，火場(chǎng)救人等場(chǎng)合，具有可移植性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣泛的特點(diǎn)。該作品的主要技術(shù)特點(diǎn)是利用紅外傳感器靈敏度高，響應(yīng)快，簡(jiǎn)便易調(diào)而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)避障。該裝置價(jià)格低廉，成本低；易于加以改進(jìn)，并應(yīng)用到多種領(lǐng)域。如改善結(jié)構(gòu)及材料，可以被運(yùn)用到探測(cè)未知區(qū)域，例如實(shí)現(xiàn)管道故障排查和路況檢測(cè)?；蚶闷湮锢硖匦詫?shí)現(xiàn)非接觸實(shí)時(shí)測(cè)量，并且不受光線影響，例如實(shí)現(xiàn)夜間避障?；蚴蛊渲悄芑鴮?shí)現(xiàn)在環(huán)境比較惡劣或者對(duì)人體有危險(xiǎn)的地方工作，比如外星探測(cè)，火場(chǎng)救人，處理危險(xiǎn)源，進(jìn)行水下操作。同時(shí)還可以被應(yīng)用到無(wú)人駕駛公交，工業(yè)自動(dòng)化控制運(yùn)輸?shù)确矫妫熬皬V闊。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 現(xiàn)如今關(guān)于走迷宮類(lèi)課題的研究，最熱的莫過(guò)于日本舉辦的電老鼠機(jī)器人大賽，在第31屆全日本電老鼠機(jī)器人大賽中名為“蛋撻”的電老鼠機(jī)器人獲得了冠軍，它從迷宮中尋找出路僅用了5秒。 國(guó)內(nèi)的機(jī)器人走迷宮有現(xiàn)在很熱的西博會(huì)上展示的“鼠標(biāo)走迷宮”；哈爾濱工業(yè)大學(xué)博實(shí)精密測(cè)控有限責(zé)任公司生產(chǎn)的整體迷宮機(jī)器人產(chǎn)品中就包括一款自主迷宮機(jī)器人； 成都理工大學(xué)核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院設(shè)計(jì)了一款基于CortexTM-M3的走迷宮機(jī)器人，他們提出了一種基于CortexTM-M3的具有記憶功能的設(shè)計(jì)方案,并且把傳統(tǒng)的"單步走"上升為"連續(xù)跑",使速度得到了幾倍的提高。同時(shí)機(jī)器人神經(jīng)自帶糾錯(cuò)能力,能夠自我調(diào)節(jié),使系統(tǒng)魯棒性得到大大提高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該設(shè)計(jì)不僅能夠完成一般算法所實(shí)現(xiàn)的走迷宮的目的,更在尋址、沖刺,及速度方面有著很大的優(yōu)勢(shì)； 由中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)主辦、中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)嵌入式系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)承辦、廣州周立功單片機(jī)發(fā)展有限公司和臺(tái)灣嵌入式暨單晶片系統(tǒng)發(fā)展協(xié)會(huì)共同協(xié)辦的2010全國(guó)“電腦鼠走迷宮”競(jìng)賽總決賽在京開(kāi)幕。經(jīng)歷一整天的激烈角逐，南臺(tái)科技大學(xué)代表隊(duì)以2.9秒的成績(jī)力壓群鼠，同時(shí)收獲大賽冠軍的榮譽(yù)和1萬(wàn)元獎(jiǎng)金。南開(kāi)大學(xué)代表隊(duì)和華中科技大學(xué)代表隊(duì)分獲二、三名，南臺(tái)科技大學(xué)另一支代表隊(duì)獲得特別創(chuàng)新獎(jiǎng)。
