【正文】 再 設 1v ， rv 分別為機器人左、右輪速 ，根據(jù)機器人右側與墻的距離 d（如圖所示）來計算實時的 1v ， rv 。范圍內的點，再經(jīng)過篩選，我們選擇距離為 50mm~1200mm 之間的點進行擬合。 圖 沿墻走激光 束分布 示意圖 （ 2）沿墻走的判斷 設激光打在墻上的個數(shù)為 n，機器人與墻的距離為 d。的半圓分成 0~360 共 361 份，寧波大學 信息科學與工程學院 本科畢業(yè)設計（論文） 3 其角度分辨率為 176。 直線擬合 假定所求實驗數(shù)據(jù)的最佳擬合直線方程為： 寧波大學 信息科學與工程學院 本科畢業(yè)設計（論文） 16 Y A BX?? （ 33） 式中， A 為直線的截距； B 為其斜率。 寧波大學 信息科學與工程學院 本科畢業(yè)設計（論文） 3 研究的重點不是路徑規(guī)劃，而是室內巡視機器人的設計，所以考慮的到執(zhí)行的難以程度 ，所到達的效果（由于機器人要進行巡視，本身帶有攝像 頭，那么沿墻走就可以到達看得到室內的一切這個效果）等，選擇沿墻走這種方法就可以到達要求的效果，因此選擇沿墻走的路徑規(guī)劃方法。 ((200), _dateTimePort)。 i 2 * laserCount / 3。 它所要達到的目的是使機器人 在存在障礙物的環(huán)境中， 按照 一定的標準 ， 尋找到 一條從 起點 到 終點 的最優(yōu)或近似最優(yōu)的無障礙路徑 。范圍內有障礙物且只 小于 500 的安全距離 時，機器人向右轉的避障程序如下圖所示。 } 寧波大學 信息科學與工程學院 本科畢業(yè)設計（論文） 14 圖 這兩條程序是用來刷新激光數(shù)據(jù)，這里我們設定的定時器定時時間是 200ms，即 。 LogInfo(Obstacle Avoid!)。 ((200), _dateTimePort)。 i laserCount / 2。 int i = laserCount/3。 圖 這條語句是實現(xiàn)取 激光數(shù)據(jù) 60176。 （ 1）當激光檢測到 60176。這樣就 實現(xiàn) 了機器人的 避障 功能 。 ~90176。和 90176。 為了更好的實現(xiàn)避障功能，使避障時機器人的轉向與下面將要講到的沿墻走 路徑規(guī)劃有效的結合起來，以達到巡視時的最佳效果，現(xiàn)我們將這 60176。 本文所采用的避障方法： 獲取激光數(shù)據(jù)后，我們可以根據(jù)獲取的數(shù)據(jù)編寫一個避障的控制程序，即當激光檢測到的前方障礙物距離小于 500mm，就轉個方向。 第二句啟動一個延時計數(shù)，當經(jīng)過 600 毫秒后，就往 _dateTimePort 發(fā)送一個消息。 yield break。 if (!HasError(sensorOrFault)) { sensorState = ()sensorOrFault。為了獲取激光數(shù)據(jù)，我們去要向激光傳感器發(fā)送一個 Get 消息，等待其返回后即可得到激光傳感器數(shù)據(jù)了。因此，總共需要添加四個 Partner：Simulation Engine, Simulated Generic Differential Driver, Simulated Laser Range Finder, Simulated Webcam。 我們 設計出一個 可視化 的 操作界面 來 介入機器人 的 仿真過程，譬如啟動 /暫停仿真， 自動 /手動的切換， 手工設置機器人的速度和 前進、后退、左轉、右轉等 。 實時監(jiān)控 實時監(jiān)控， 它主要將機器人在室內巡視時所到的地方的圖像顯示在窗口中，便于我們觀察，有利于我們對室內的一切狀況進行實時的監(jiān)控。 路徑規(guī)劃 路徑規(guī)劃， 路徑規(guī)劃 是 機器人在室內進行巡視的基本環(huán)節(jié) 。 圖 總體巡視方案結構框圖 傳感器數(shù)據(jù)接口 激光傳感器、攝像頭數(shù)據(jù)的接口，它主要是將采集到激光傳感器、攝像頭的數(shù)據(jù)實時的傳送到機器人。 使用 Visual Studio 20xx 可以高效 地 開發(fā) Windows 應用程序 ， 可以實時反映變更，智能感知功能可以提高開發(fā)效率。 寧波大學 信息科學與工程學院 本科畢業(yè)設計（論文） 6 編程環(huán)境 visual studio 20xx 本文所采用的仿真環(huán)境是 Microsoft Visual Studio， 是面向 Windows Vista、 Office 20xx、Web 的開發(fā)工具 。 根據(jù)圖 ， 機器人的位置和姿勢的表達形式 為 ( x ， y ， θ ) ， 其中 ( x ， y) 為 機器人重心到坐標軸邊界的距離 ， θ 為機器人 與坐標軸 X的夾角 ， 則 x= cosy= sin=??????????????? （ 22） 式 （ 22） 說明，我們可以講對機器人線速度和角速度的控制轉化對機器人左右輪子的速度的控制。 寧波大學 信息科學與工程學院 本科畢業(yè)設計（論文） 4 差分驅動輪 本次研究中 所使用的 仿真 機器人是采用輪式結構，由 2 個驅動輪和一個輔助輪組成。一份。 仿真 機器人的 組成 本次研究中所使用的 仿真 機器人是采用輪式結構，由 2 個驅動輪和一個輔助輪組成，此外還安裝有激光傳感器，攝像頭。 Robotic Studio 仿真系統(tǒng)中編程實現(xiàn)機器人 在室內進行巡視 。 課題的 主要工作如下： Robotic Studio 仿真系統(tǒng)，掌握建立機器人仿真環(huán)境和編程控制 機器人的基本方法； ； 本文中我們要求機器人完成的動作都是在改變機器人左右輪子的速度來實現(xiàn)的，所以我們的重點是掌握機器人左右輪速度的控制上。 (2 移動 機器人未來的發(fā)展方向是 智 能化和自主式 。 國內 移動 機器人的研究起步較晚，但通過對國外機器人平臺的引進和自主開發(fā)，現(xiàn)已取得很大進展。 80 年代，美國國防高級研究計劃局揭開了世界范圍內全面研究 移動 機器人的序幕。 本文主要綜述 室內巡視機器人設計的相關問題，并進行問題分析及提 出相關的解決方案。 【關鍵詞】 移動機器人；路徑規(guī) 劃；避障； 巡視 ； 仿真 ； 【 Abstract 】 With the constantly expanding the size and number of social and economic development, supermarkets, airports, railway stations, exhibition centers and logistics warehouses and other largescale flow of passengers and places, large and mediumsized cities of highlevel, highend mercial buildings, an increasing number, the automation needs of the increasingly urgent. The patrol robot is a set of environmental perception, route planning, dynamic decisionmaking, behavior control functions into one integrated system, patrol robot sentinel surveillance visits or continuous automatic inspection will be a viable solution. The robot for the inspection work has broad application prospects. In this paper, the autonomous mobile robot platform, the main task and goal differential drive wheeled mobile robots in the Robotic Studio simulation system to conduct an inspection of the simulation environment, by acquiring laser data and camera data path planning, obstacle avoidance and realtime monitoring design manual control interface to manually control the robot to conduct an inspection. 【 Key words】 Mobile Robot； Path Planning ； Obstacle Avoidance； Inspections； Simulation； 室內巡視機器人設計和仿真實現(xiàn) 4 目錄 1 緒論 ...................................................................................................................................................................1 引言 .......................................................................................................................................................... 1 移動機器人 的研究內容及發(fā)展趨勢 ................................................................................................ 1 移動機器人的國內外研究現(xiàn)狀 ................................................................................................ 1 移動機器人的發(fā)展趨勢 ............................................................................................................. 2 論文的主要內容 .................................................................................................................................... 2 2 室內巡視機器人設計的總體方案 ..............................................................................................................3 研究任務 ................................................................................................................................................. 3 仿真機器人的組成 ............................................................................................................................... 3 激光傳感器 ........................................................................................................................................ 3 攝像頭 ................................................................................................................................................. 3 差分驅動輪 ........................................................................................................................................ 4