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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 向?qū)C(jī)器人
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 向?qū)C(jī)器人是一種電子向?qū)?，可以在指定的陌生環(huán)境中給用戶提供直接的導(dǎo)引。向?qū)C(jī)器人給用戶做向?qū)У耐瑫r(shí)，還會(huì)根據(jù)自己運(yùn)行的實(shí)際位置，利用自身攜帶的多媒體設(shè)備介紹當(dāng)前位置附近用戶可能感興趣的信息。
- 詳細(xì)介紹：
- 向?qū)C(jī)器人采用運(yùn)動(dòng)小車作為基礎(chǔ)平臺(tái)，小車上安裝有機(jī)載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，運(yùn)行著向?qū)к浖瓦\(yùn)動(dòng)控制軟件。向?qū)к浖?fù)責(zé)與使用者進(jìn)行溝通并規(guī)劃小車的運(yùn)動(dòng)路線，在運(yùn)行途中自動(dòng)播放相關(guān)的多媒體資料向使用者反饋即時(shí)信息，運(yùn)動(dòng)控制軟件負(fù)責(zé)小車的定位和避障，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自主運(yùn)行。 向?qū)C(jī)器人分為幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的模塊：小車機(jī)電系統(tǒng)、機(jī)載計(jì)算機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制軟件和向?qū)к浖? 小車機(jī)電系統(tǒng)是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)，也是機(jī)器人其他設(shè)備、裝置安裝的承載平臺(tái)，采用輪式運(yùn)動(dòng)小車結(jié)構(gòu)，動(dòng)力來(lái)自小車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。 機(jī)載計(jì)算機(jī)是向?qū)C(jī)器人的“大腦”，是機(jī)器人實(shí)現(xiàn)人工智能的硬件平臺(tái)，機(jī)載計(jì)算機(jī)需要為人機(jī)交互、多媒體信息展示和線路規(guī)劃等人工智能提供計(jì)算平臺(tái)，同時(shí)也要為小車的運(yùn)動(dòng)、定位、避障等自動(dòng)控制提供計(jì)算平臺(tái)。為了使系統(tǒng)既能滿足計(jì)算任務(wù)較繁重的人機(jī)交互、人工智能和多媒體演示需要，又能滿足實(shí)時(shí)性較強(qiáng)的自動(dòng)控制需要，系統(tǒng)采用PC機(jī)和嵌入式系統(tǒng)相結(jié)合的模式來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中PC為人機(jī)交互、人工智能和多媒體演示服務(wù)，嵌入式系統(tǒng)為自動(dòng)控制服務(wù)。 運(yùn)動(dòng)控制軟件從向?qū)к浖@取控制信息，驅(qū)動(dòng)小車的機(jī)電系統(tǒng)做出響應(yīng)完成相應(yīng)的動(dòng)作。運(yùn)動(dòng)控制軟件也實(shí)時(shí)采集各個(gè)傳感器的信息，根據(jù)獲取的信息作出必要的反應(yīng)(如自動(dòng)避障、修正小車行進(jìn)中的誤差等)；對(duì)機(jī)器人進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，并將位置信息反饋給向?qū)к浖? 向?qū)к浖譃槿藱C(jī)交互、導(dǎo)航模塊和多媒體演示模塊。人機(jī)交互模塊主要用來(lái)接受用戶的指令。導(dǎo)航模塊根據(jù)用戶的指令為用戶規(guī)劃行進(jìn)路線，并向運(yùn)動(dòng)控制軟件發(fā)出運(yùn)動(dòng)指令；導(dǎo)航模塊同時(shí)也接受來(lái)自運(yùn)動(dòng)控制軟件的定位反饋信息，適時(shí)啟動(dòng)多媒體演示模塊。多媒體演示模塊運(yùn)用多媒體技術(shù)向用戶展示附近熱點(diǎn)或相關(guān)其他信息，讓使用者輕松捕捉到更為全面的環(huán)境信息。
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)
- 一個(gè)人在陌生的環(huán)境中常常無(wú)所適從，這時(shí)就非常需要向?qū)У膸椭?。人?dān)任向?qū)枰馁M(fèi)大量的人力；使用地圖對(duì)用戶有一定要求，而且交互不是很直接；使用多媒體終端往往數(shù)量有限、位置固定，用戶難以在行進(jìn)中尋求幫助。 向?qū)C(jī)器人就是為了解決這一問題而研制的，基本思路是用一個(gè)可以自動(dòng)行進(jìn)的機(jī)器人擔(dān)任向?qū)б龑?dǎo)用戶到達(dá)目的地，機(jī)器人在行進(jìn)的途中根據(jù)自身所處的位置向用戶提供即時(shí)的信息，這些信息是附近熱點(diǎn)或其他相關(guān)事物的多媒體信息，用戶結(jié)合實(shí)際場(chǎng)景和多媒體展示，能夠產(chǎn)生更深刻的體驗(yàn)，正確獲取和利用向?qū)C(jī)器人提供的信息。 本作品的創(chuàng)新點(diǎn)是用永不疲倦的機(jī)器人代替人做向?qū)?，在運(yùn)動(dòng)中伴隨用戶使用多媒體技術(shù)展示各種信息。 向?qū)C(jī)器人使用輪式機(jī)器人作為承載平臺(tái)，使用觸摸屏作為人機(jī)交互界面，機(jī)載計(jì)算機(jī)可以展示多媒體信息。機(jī)器人可以自動(dòng)行進(jìn)、定位和避障，最大運(yùn)行速度為1米/秒。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 傳統(tǒng)的向?qū)怯上驅(qū)藛T直接帶領(lǐng)或者利用地圖來(lái)實(shí)現(xiàn)，較為先進(jìn)的方法是通過一些多媒體終端向用戶提供查詢服務(wù)。但這些方法要么耗費(fèi)人力、使用困難，要么不能和用戶隨時(shí)交互。 為了克服這些缺點(diǎn)，本作品采用機(jī)器人結(jié)合多媒體技術(shù)作為向?qū)АＤ壳皺C(jī)器人技術(shù)已經(jīng)很成熟，機(jī)器人也廣泛的運(yùn)用到了科研、生產(chǎn)、服務(wù)等各個(gè)領(lǐng)域，利用現(xiàn)有的機(jī)器人技術(shù)完全可以實(shí)現(xiàn)向?qū)Чδ?。本作品使用自主運(yùn)行的輪式運(yùn)動(dòng)小車作為載體，使用機(jī)載計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行規(guī)劃，實(shí)時(shí)控制運(yùn)動(dòng)方向，處理運(yùn)動(dòng)過程中的突發(fā)事件，這些功能就機(jī)器人向?qū)Чδ艿木唧w表現(xiàn)，也是本作品的重點(diǎn)和難點(diǎn)。 為了使機(jī)器人和用戶有一個(gè)良好的人機(jī)交互界面，本作品使用觸摸屏接受擁護(hù)的指令，采用多媒體技術(shù)向用戶展示相關(guān)的信息。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2009年6月在由安徽?qǐng)F(tuán)省委、安徽省教育廳、安徽省科協(xié)和安徽省學(xué)聯(lián)主辦的第三屆“挑戰(zhàn)杯”合鍛集團(tuán)安徽省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽中獲大賽一等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 已制作成功驗(yàn)證模型，具有實(shí)際功能（實(shí)驗(yàn)室階段）。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)讓。
作品可展示的形式
- 可以演示的實(shí)物模型。
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)
- 本作品使用自動(dòng)運(yùn)行的行走機(jī)器人給用戶提供向?qū)Х?wù)，在提供引導(dǎo)的同時(shí)還可以使用多媒體技術(shù)向用戶提供相關(guān)的信息。向?qū)C(jī)器人的優(yōu)勢(shì)在于能夠直接引導(dǎo)用戶到達(dá)目的地，并且是根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景提供介紹信息。 向?qū)C(jī)器人適合在校園、車站、廣場(chǎng)、公園、博物館等公共場(chǎng)所提供向?qū)Х?wù)，也可以為殘疾人提供幫助。 在向?qū)C(jī)器人上基礎(chǔ)上改進(jìn)可以產(chǎn)生很多衍生應(yīng)用，例如安裝上攝像頭或其他監(jiān)控設(shè)備，作為輔助的移動(dòng)監(jiān)控設(shè)備，移動(dòng)的監(jiān)控設(shè)備具有更好的監(jiān)控效果，對(duì)破壞分子具有更強(qiáng)的震懾作用；機(jī)器人上安裝無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接口，通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接到因特網(wǎng)，作為移動(dòng)信息點(diǎn)。
同類課題研究水平概述
- 電子向?qū)б话愣际枪潭ㄆ脚_(tái)，這些電子向?qū)ǔ７植荚谝恍┝鲃?dòng)人員較多的區(qū)域，但是這些電子向?qū)o(wú)法跟隨用戶并連續(xù)提供引導(dǎo)信息。 移動(dòng)向?qū)аb置主要有GPS一類的導(dǎo)航系統(tǒng)，但GPS只能在室外應(yīng)用，通常只能提供一些大尺度的導(dǎo)航。另外便攜式GPS一般基于嵌入式系統(tǒng)，系統(tǒng)資源有限，很難以多媒體形式提供大量的途中熱點(diǎn)信息；基于PC的GPS系統(tǒng)一般重量都比較大，不能自動(dòng)跟隨用戶，攜帶比較困難。 通過網(wǎng)絡(luò)查詢類似本作品的報(bào)道是韓國(guó)首爾地鐵站使用的向?qū)C(jī)器人，該機(jī)器人也采用自動(dòng)行走結(jié)構(gòu)，但是從報(bào)道來(lái)看其行走的主要目的是用來(lái)移動(dòng)部署而非給用戶提供直接引導(dǎo)。另外其主要應(yīng)用目標(biāo)是地鐵站一類的場(chǎng)所。 本作品中機(jī)器人使用的輪式行走機(jī)器人屬于成熟技術(shù)，向?qū)C(jī)器人的機(jī)電結(jié)構(gòu)也是采用直接購(gòu)買的實(shí)驗(yàn)機(jī)器人平臺(tái)。
