基本信息
- 項目名稱：
- 智能小車避障導航設計與實現(xiàn)
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本作品是一種基于慎思/反應復合式體系結構的智能小車避障導航的設計與實現(xiàn)。小車在硬件設計上，通過融合超聲波傳感器、陀螺儀、加速度計、電子羅盤、無線傳感器等，實現(xiàn)對自身運動的閉環(huán)控制并能監(jiān)測外界環(huán)境。小車在邏輯算法上，通過人工勢場算法進行避障，通過快速慣性系定位算法進行導航，實現(xiàn)小車自動避障運行，最終無碰撞到達目的地。
- 詳細介紹：
- 智能避障導航小車為可智能躲避障礙物的機器人。其智能的人機交互接口允許實用者通過無線傳感器輸入目標地點坐標。然后機器人通過超聲波傳感器獲得障礙物的位置信息，通過陀螺儀、加速度計和電子羅盤構成的九軸慣性測量單元感知小車自身的方位，再經(jīng)過避障導航算法的分析，選擇出最佳路徑，繞開障礙物達到目標地點。機器人在行進過程中，會通過溫濕度傳感器實時測得周圍溫度。然后將所測數(shù)值送給超聲波測試系統(tǒng)。使得距離的測量更為精確，從而對障礙的感知更為靈敏。與此同時，光亮度傳感器也會測得周圍的光線亮度。以適時調(diào)節(jié)車上的照明系統(tǒng)，以達到節(jié)能的目的。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 本作品提供一種智能導航小車，能夠通過實時導航功能，在障礙物環(huán)境中行進至目標位置，完成對目的地環(huán)境信息的采集功能。該作品基于慎思/反應復合式體系結構、采用多傳感器的融合技術，并運用人工勢場算法進行避障。
科學性、先進性
- 我國在智能機器人研究方面起步相對較晚，但在智能小車避障導航控制方面已經(jīng)取得了大量的研究成果。但大部分研究均是針對某一方面的研究深化，很少有從整體實現(xiàn)上來對智能小車的避障導航性能進行改進，所以我們從環(huán)境感知、動態(tài)決策與規(guī)劃、行為控制與執(zhí)行三個方面來設計構建實體小車，從整體上提升人工勢場法和慣性定位法的決策效果。
獲獎情況及鑒定結果
- 2010年，大連市第二屆大學生創(chuàng)新創(chuàng)意作品大賽，一等獎； 2010年，大連理工大學第八屆“攀登杯”科技競賽，一等獎； 2010年，大連理工大學軟件學院“攀登杯”科技競賽，二等獎。
作品所處階段
- 中試階段
技術轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物、圖片、錄像、樣品。
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 在存在障礙物的環(huán)境中，PC端通過無線方式將目的地地址發(fā)送給小車，然后小車在避障與導航算法控制下，開始向目的地無碰撞行進，直到到達目的地后即自動停止。該作品以基于ARM7的LPC2136處理器為控制核心，包括環(huán)境感知模塊、控制驅(qū)動模塊、信息采集模塊和導航控制模塊等四個模塊。該小車具有良好的功能擴展性，通過增加傳感器件最終可以實現(xiàn)大范圍自動導航和環(huán)境探測，在軍工，商業(yè)以及科研方面具有重要的實用價值。
同類課題研究水平概述
- 目前已實現(xiàn)的智能機器人，避障行駛速度較慢，靈活性、適應性不夠好；多傳感器融合技術上的欠缺，導致避障失誤率較高。目前針對于智能機器人的避障算法主要有可視圖法，柵格法，人工勢場法，模糊邏輯算法，遺傳算法等。這些算法都有相應的缺陷?？梢晥D，柵格法要求知道大量的環(huán)境信息，很難處理動態(tài)障礙物且比較刻板。人工視場法可能進入局部最優(yōu)而死鎖。模糊邏輯算法對規(guī)則的正確性過分依賴，且有很多的規(guī)則可能會有針對性等。遺傳算法則計算過多過大使得反應很慢。而避障導航算法是整個機器人適應性、反應速度、靈敏性的關鍵之一。所以一個好的避障導航算法對于智能移動機器人是不可或缺的。
