【正文】 yield return ()。 接下來，我們要為 PauseEngine 消息編寫消息處理任務(wù)函數(shù)： 圖 [ServiceHandler()] public virtual IEnumeratorITask PausedEngineHandler(PausedEngine state) { var stateOrFault = ()。 （ 8）“減速”鍵： 將加速的速度值預(yù)先通過程序編寫出來，然后當按下此鍵時實現(xiàn)速度寧波大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 的 減少。 圖 手動控制操作面板 控制原理 示意圖 手動操作面板控制的 功能 手動控制操作面板上有前進，后退，左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)，加速，減速，自動 /手動切換和啟動 /暫停仿真引擎 8 個按鍵。 (true)。 }, failure = { LogError(())。程序如下： (new RunForm(() = { _laserDataForm = new LaserData()。amp。 size = 。 ~45176。而我們這里計算出來的角度 ? 的范圍是 90176。 最后 對 轉(zhuǎn)換后的坐標 運用最小二乘 直線 擬合，經(jīng)過計算得出擬合后的直線 Y=C+DX，其中 C,D 由最小二乘直線擬合法求出，見公式（ 34）， (35)。 ? ?iid = ii=2D?????? （ 36） 式中， i 表示激光束的第 i 束。 當其殘差 i? = i??? 滿足 n 2ii=1??=min 時，顯然對于任何 ? 而， i i in n n2i i ii= 1 i= i=nniii= i====n = nX X XX X XX? ? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ??? ? ? ? ????????????? ? ???22112 2 211（ ） （ ）（ ） （ ）+2（ ） （ ）（ ） （ 32） 當 X= ? 時， nii=??21取得最小值，以上就是最小二乘原理。 Activate((false, _dateTimePort, UpdateLaser))。 路徑規(guī)劃 路徑規(guī)劃 是 機器人在室內(nèi)進行巡視的基本環(huán)節(jié) 。 yield break。 Activate((false, _dateTimePort, UpdateLaser))。 圖 這段程序是實現(xiàn)避障，當機器人與障礙物的距離小于 500mm 時，機器人的右輪子的速度就減小，而左輪子的速度不變，這樣就實現(xiàn)了機器人向 左 轉(zhuǎn)；當機器人與障礙物的距離大于 500mm 時，機器人左右輪的速度保持不變且一樣，這樣機器人就直線前進。 寧波大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 避障示意圖如下所示： 圖 （ a） 機器人避障示意圖 圖 （ b） 機器人 避障 示意圖 避障程序 根據(jù)機器人獲取來的 激光傳感器數(shù)據(jù)，結(jié)合我們選擇的避障方法，按照我們的要求編寫的避障程序 。當激光檢測到 60176。 作為障礙判斷依據(jù)， 如圖 所示。由于 _dateTimePort 的消息類型是 DateTime，所以我們需要重新定義UpdateLaser 任務(wù)為： IEnumeratorITask UpdateLaser(DateTime dateTime)。 yield return ()。我們在仿真環(huán)境中使用了差分驅(qū)動輪，激光， Web 攝像頭。 本文所采用的路徑規(guī)劃方法是沿墻走，即機器人沿著室內(nèi)的墻壁進行巡視 。 總體方案主要包括： 激光傳感器、攝像頭數(shù)據(jù)的接口，避障， 路徑規(guī)劃， 實時監(jiān)控，手動控制。 Robotics Developer Studio 是微軟 在 06 年開始 ， 面向機器人應(yīng)用開發(fā)而推出的一 個 平臺， 是 基于 .NET Framework 的 開發(fā)環(huán)境，微軟 RDS 支持多種機器人平臺，既可以在運行著 Windows 系統(tǒng)的嵌入式 PC 上直接運行，也可以在 Windows PC 上通過藍牙、 WiFi 等無線連接遠程控制。一旦遇到什么情況，我們可以第一時間知道并及時的做出相應(yīng)的正確的反應(yīng)。 尋找一種合理，有效，方便，成熟的方法來到達我們所要求的設(shè)計要求，是機器人在室內(nèi)的巡視效果到達最佳。 論文的主要內(nèi)容 本論文的主要內(nèi)容是在 Robotic Studio仿真系統(tǒng)中建立差分驅(qū)動輪式機器人的 室內(nèi)巡視 仿真環(huán)境，通過 編寫程序 對激光傳感器數(shù)據(jù)的采集和處理 ， 規(guī)劃機器人的運動路徑及避障 ， 使 其能夠自主巡視，再將攝像頭采集到的圖像顯示出來， 進行實時監(jiān)控， 然后 在設(shè)計一個手動控制功能，即手動控制機器人進行巡視 。 美國 Probotics公司 1999 年生產(chǎn)了 Cye 小型家用 移動 機器人，它采用雙輪差動驅(qū)動方式，可以自主的進行相應(yīng)的工作。將機器人用于 巡視 工作，具有廣闊的應(yīng)用前景，近年來已受到國內(nèi)外的重視 ， 成為服務(wù)機器人的一個新研究方向。 1 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目：（中文） 室內(nèi)巡視機器人設(shè)計和仿真實現(xiàn) （英文） Indoor patrol robot design and simulation 室內(nèi)巡視機器人設(shè)計和仿真實現(xiàn) 2 誠 信 承 諾 我謹在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文《 室內(nèi)巡視機器人設(shè)計和仿真實現(xiàn) 》均系本人獨立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點和材料，均作了注釋，若有不實，后果由本人承擔。 本文主要綜述 室內(nèi)巡視機器人設(shè)計的相關(guān)問題，并進行問題分析及提 出相關(guān)的解決方案。 國內(nèi) 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。 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。 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(jié)構(gòu)，由 2 個驅(qū)動輪和一個輔助輪組成，此外還安裝有激光傳感器，攝像頭。 寧波大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 差分驅(qū)動輪 本次研究中 所使用的 仿真 機器人是采用輪式結(jié)構(gòu)，由 2 個驅(qū)動輪和一個輔助輪組成。 寧波大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)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 。 圖 總體巡視方案結(jié)構(gòu)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。 實時監(jiān)控 實時監(jiān)控， 它主要將機器人在室內(nèi)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(nèi)的一切狀況進行實時的監(jiān)控。因此，總共需要添加四個 Partner：Simulation Engine, Simulated Generic Differential Driver, Simulated Laser Range Finder, Simulated Webcam。 if (!HasError(sensorOrFault)) { sensorState = ()sensorOrFault。 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。 為了更好的實現(xiàn)避障功能，使避障時機器人的轉(zhuǎn)向與下面將要講到的沿墻走 路徑規(guī)劃有效的結(jié)合起來，以達到巡視時的最佳效果，現(xiàn)我們將這 60176。 ~90176。 （ 1）當激光檢測到 60176。 int i = laserCount/3。 ((200), _dateTimePort)。 } 寧波大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)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(shè)定的定時器定時時間是 200ms，即 。 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 。 ((200), _dateTimePort)。 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(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 Y A BX?? （ 33） 式中， A 為直線的截距； B 為其斜率。 圖 沿墻走激光 束分布 示意圖 （ 2）沿墻走的判斷 設(shè)激光打在墻上的個數(shù)為 n，機器人與墻的距離為 d。再 設(shè) 1v ， rv 分別為機器人左、右輪速 ，根據(jù)機器人右側(cè)與墻的距離 d（如圖所示）來計算實時的 1v ， rv 。 ~90176。范圍內(nèi)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 ，見式（ 36）。 }, failure = { LogError(())。 bytesPerPixel == 4)) { if (bytesPerPixel == 3) destBitmap = new Bitmap(srcDataWidth, srcDataHeight, )。 ()。 })。 } 寧波大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 圖 仿真環(huán)境下的實時 監(jiān)控畫面 手動控制 器的設(shè)計 上文講到的都是機器人自動巡視，雖然自動巡視具有很多的優(yōu)點，如方便，快捷，自主等，但是也有些不足，比如操作不靈活，功能單一等。 各個按鍵的功能： （ 1）“自動 /手動”切換鍵：實現(xiàn)自動與手動操作之間的靈活切換。 手動控制器的實現(xiàn) 現(xiàn)在我們 以啟動 /暫停仿真引擎為例。 yield return ()。 var fault = 。 (replace)。 寧波大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 圖 把主服務(wù)程的主端口傳遞給窗體。 （ 7）“加速”鍵： 將加速的速度值預(yù)先通過程序編寫出來 ，然后 當按下此鍵時 實現(xiàn)速度的增加。如圖 所示。 = bmpWebcam。 size = 。然后就是在 start 方法中定義一個函數(shù)來啟動窗體： 圖 啟動窗體程序 啟動窗體 后， 把攝像頭拍攝到的圖像顯示在 窗體里， 接下來 就是 不斷地刷新圖像 來實時更新圖像 ， 以便我們更方便更準確的觀察，因此 需要在窗體類中新添一個方法 UpdateWebcam供調(diào)用刷新圖像。 bytesPerPixel == 3) || ( == amp。 yield return ((), success = { rgbData = 。 當機器人靠近墻時， 我們需要的是落在 0176。的區(qū)別。然后 通過極坐標的轉(zhuǎn)換 將篩選出來的點轉(zhuǎn)換 成 對應(yīng) 平面 坐標 ， 極坐標轉(zhuǎn)換公式 見式（ 37）。 這 360 份用極坐標表示，見式（ 36）。 圖 沿墻走示意圖 最小二乘原理 設(shè)有一獨立等精度的測量列 i? （ i=1， 2， 3， ， n），其殘差（或偏差）為 i?