帶語音控制的多功能無線監(jiān)控輪式機(jī)器人

　　(二)項(xiàng)目研究可行性分析

　?、蹦壳氨卷?xiàng)目的研究概況、主要研究方法及協(xié)作條件;

　　我們之所以選擇智能小車是因?yàn)閷λ难芯靠梢苑滦б苿?dòng)機(jī)器人的研究，國內(nèi)在移動(dòng)機(jī)器人的研究上，主要的工作有：

　　清華大學(xué)智能移動(dòng)機(jī)器人于1994年通過鑒定涉及到五個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù):基于地圖的全局路徑規(guī)劃技術(shù)研究;基于傳感器信息的局部路徑規(guī)劃技術(shù)研究;路徑規(guī)劃的仿真技術(shù)研究;傳感技術(shù)、信息融合技術(shù)研究:智能移動(dòng)機(jī)器人的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。此外，還有香港城市大學(xué)智能設(shè)計(jì)、自動(dòng)化及制造研究中心的自動(dòng)導(dǎo)航車和服務(wù)機(jī)器人，哈工大19%年研制的導(dǎo)游機(jī)器人等。

　　關(guān)于本項(xiàng)目，對PIC32單片機(jī)有了一定的研究基礎(chǔ)，對智能小車實(shí)現(xiàn)的各個(gè)模塊上有了整體的思路并確定方案，并且得到了老師的大力支持。

　　主要研究方法：

　　本項(xiàng)目是集循跡、避障、測速等功能融為一體，采用ZigBee對圖像的無線傳輸。其研究開發(fā)方案及技術(shù)路線如下：

　　(1)小車運(yùn)動(dòng)控制電路包括控制電機(jī)的選擇，PIC32對電機(jī)的控制，控制電路的連接設(shè)計(jì)和電機(jī)控制程序的編寫以及四相反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的建模與仿真。

　　(2)超聲波產(chǎn)生電路包括超聲波產(chǎn)生的軟件編程，超聲波發(fā)射接收的自動(dòng)控制(R-S觸發(fā)器);超聲波接收電路包括信號放大電路、信號濾波電路和信號整形電路，該部分電路主要完成超聲波從接收到輸入單片機(jī)，保障信號的純度和可檢測度。超聲波的發(fā)射和接收由超聲波發(fā)射頭和超聲波接收頭來完成;

　　(3)距離顯示電路的主要作用是顯示障礙物距移動(dòng)小車的距離，該部分主要內(nèi)容為:外部觸發(fā)脈沖頻率的選擇和計(jì)數(shù)器、譯碼器及顯示器的選擇。

　　(4)語音控制電路，利用PIC對小車的行為進(jìn)行控制。

　　(5)小車避障電路主要介紹了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和避障過程的設(shè)計(jì)思想，常用的兩種路徑規(guī)劃的方法，并介紹了本設(shè)計(jì)小車的避障策略及軟件編程，最后對避障程序進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真。

　　(6)融合ZigBee無線傳輸協(xié)議對車子周邊的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控。并且嘗試了多通道、多傳感器的綜合運(yùn)用;

　?、脖卷?xiàng)目技術(shù)成熟性及可靠性;

　　本項(xiàng)目所設(shè)計(jì)的小車在生活中，及各種特殊的環(huán)境下都有著重大的應(yīng)用。在生活里，可以作為消費(fèi)類的電子娛樂產(chǎn)品，而在一些特殊的場合，它又相當(dāng)于一個(gè)輪式機(jī)器人，可以在諸如礦井、火災(zāi)現(xiàn)場等提供一些幫助，并且將現(xiàn)場拍攝的圖像傳輸至終端來顯示，以達(dá)到監(jiān)控的目的。倘若這個(gè)項(xiàng)目研發(fā)成功，將給生產(chǎn)廠商帶來巨大的市場需求和經(jīng)濟(jì)效益。

　　⒊本項(xiàng)目的技術(shù)難點(diǎn)：

　　(1)系統(tǒng)抗干擾

　　由于在不同的環(huán)境下，外界干擾對小車相關(guān)性能影響影響會(huì)不一致，因此對小車的抗干擾性提出了更高的要求。

　　(2)避障功能

　　對避障這塊的難點(diǎn)是，對障礙物的檢測和相關(guān)參數(shù)的計(jì)算(比如大致尺寸，距離等)，以及選擇一個(gè)合適的角度，避開目標(biāo)障礙物。

　　(3)實(shí)時(shí)性

　　對小車周邊的環(huán)境圖像獲取后，進(jìn)行無線傳輸。從而達(dá)到實(shí)時(shí)對現(xiàn)場的狀況的檢測。因?yàn)镻IC32的處理速度是相當(dāng)有限的，而圖片信息量又相對較大，這注定了圖片傳輸和處理會(huì)占用較多的cpu資源，這對實(shí)時(shí)性提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

　　(4)準(zhǔn)確性

　　對于語音控制部分，控制者發(fā)出控制命令，與事先錄入的語音信息匹配，這個(gè)過程可能因?yàn)榭刂普邇纱沃v話的音量大小，頻率高低差別以及身體健康程度而出現(xiàn)不匹配從而無法實(shí)現(xiàn)控制，因此這需要一套準(zhǔn)確的方法來盡量減少這種情況的發(fā)生。