【正文】 = i??? ，殘差的平方和為： n n n222i i ii = 1 i = 1 i == = n? ? ? ? ??? ? ? 21（ ） （ ） （ 31） 式中， n ii=1= n?? ? 。 LogInfo(Obstacle Avoid!)。 在這里，我們用到了差分驅(qū)動(dòng)輪的消息端口 _simulatedDifferentialDriveServicePort，并根據(jù)激光數(shù)據(jù)向其發(fā)送驅(qū)動(dòng)參數(shù)。 ((200), _dateTimePort)。 LogInfo(Obstacle Avoid!)。 的 范圍的數(shù)據(jù)。 ((600), _dateTimePort)。）。 范圍的，我們?nèi)≈虚g的 60176。 寧波大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 圖 啟動(dòng)計(jì)時(shí)器程序 第一句告訴 DSS，當(dāng) _dateTimePort 消息來時(shí)，執(zhí)行 UpdateLaser 任務(wù)，第一個(gè)參數(shù) false表示只執(zhí)行一次。 zmhService 類中定義一個(gè)時(shí)間端口： 圖 定義時(shí)間端口程序 在類方法 Start 中，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器： IEnumeratorITask UpdateLaser(DateTime dateTime) { var sensorOrFault = ()。如下圖： 圖 仿真環(huán)境 控制程序的編寫 首先打 開 Visual C 20xx，新建一個(gè)項(xiàng)目，選擇 Microsoft Robotics 的 DSS Service 模板，如下圖，名稱命名為 zmh： 寧波大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 圖 新建 DSS 模板 點(diǎn)擊“確定”后，出現(xiàn)如下選項(xiàng)： （如圖 所示） 圖 選項(xiàng)卡 寧波大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 點(diǎn)擊“ Partners”選項(xiàng)卡，選擇希望添加的合作關(guān)系，然后點(diǎn)擊“ Add as Partner”按鈕。 這里我們可以根據(jù)獲得的傳感器信息 ，即障礙物的尺寸、形狀和位置等信息 ，然后對(duì)這些信息進(jìn)行處理，并根據(jù)所要到達(dá)的效果來設(shè)計(jì)一條最合適的路徑 。 仿真機(jī)器人的總體巡視方案 總體巡視方案 室內(nèi)巡視機(jī)器人的總體巡視方案結(jié)構(gòu)框圖如 所示。 由式 （ 23） 得 : d=??? 室內(nèi)巡視機(jī)器 人的 開發(fā)環(huán)境 仿真環(huán)境 Microsoft Robotics Developer Studio 20xx R3 本文所采用的仿真環(huán)境是 Microsoft Robotics Developer Studio 20xx R3， 微軟機(jī)器人 的 通用開發(fā)平臺(tái) Robotics Developer Studio 20xx 第三個(gè)版本 R3 版本 ，簡(jiǎn)稱 RDS 20xx R3。 圖 激光傳感器掃描范圍示意圖 攝像頭 本文中 所用的 仿真 攝像頭是按照日本 SANYO 公司生產(chǎn)的 CCD 設(shè)計(jì)的，它主要將機(jī)器人在室內(nèi)巡視時(shí)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(duì)室內(nèi)的一切狀況進(jìn)行 實(shí)時(shí)的監(jiān)控。寧波大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 2 室內(nèi)巡視機(jī)器人 設(shè)計(jì) 的總體方案 研究任務(wù) 本文的研究任務(wù)主要為機(jī)器人的自動(dòng)巡視和手動(dòng)控制巡視兩部分，其中包括路徑規(guī)劃，避障，實(shí)時(shí)圖像顯示等內(nèi)容。 (4)必要時(shí) 我們可以通過人機(jī)結(jié)臺(tái)， 運(yùn)用 無線 通信 技術(shù)和因特 網(wǎng) 技術(shù) 對(duì) 移動(dòng) 機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行控制 ， 來處理一些突發(fā)、緊急情況，保證 移動(dòng) 機(jī)器人的正常工作 。 90 年代， 移動(dòng) 機(jī)器人進(jìn)入更高層次的研究領(lǐng)域，其研究的主要內(nèi)容在于研發(fā)出高水平的環(huán)境信息傳感器、信息處理技術(shù)、高適應(yīng)性的 移動(dòng) 機(jī)器人控制技術(shù)和真實(shí)環(huán)境下的規(guī)劃技術(shù)等。 然而 巡 視 機(jī)器人 ，它是 一個(gè)集環(huán)境感知、路線規(guī)劃、動(dòng)態(tài)決策、行為控制 等 功能 集于一體的 綜合系統(tǒng)，采用巡 視 機(jī)器人 進(jìn)行 定點(diǎn)監(jiān)控巡 視 或不間斷 自 動(dòng)巡 視 將是目前一種可行的解決方案。 承諾人（簽名）： 年 月 日 寧波大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 室內(nèi)巡視機(jī)器人設(shè)計(jì)和仿真實(shí)現(xiàn) 【摘要】 巡視機(jī)器人是一個(gè)集環(huán)境感知、路線規(guī)劃、動(dòng)態(tài)決策、行為控制等功能集于一體的綜合系統(tǒng)，采用巡視機(jī)器人進(jìn)行定點(diǎn)監(jiān)控巡視或不間斷自動(dòng)巡視將是目前一種可行的解決方案。 移動(dòng) 機(jī)器人 的研究?jī)?nèi)容及發(fā)展趨勢(shì) 移動(dòng) 機(jī)器人 的 國(guó)內(nèi)外研究 現(xiàn)狀 國(guó)外 移動(dòng) 機(jī)器人的研究開展較早，斯坦福研究院從 1966 年開始并用了 6 年時(shí)間研制出了“ Shakey”的 移動(dòng) 機(jī)器人。很多高校和研究機(jī) 構(gòu)對(duì) 移動(dòng) 機(jī)器人各方面的功能展開了廣泛的研究。 實(shí)時(shí)監(jiān)控 ； 其中涉及到機(jī)器人移動(dòng)的路徑規(guī)劃，避障，攝像頭數(shù)據(jù)獲取，圖像顯示，圖像實(shí)時(shí)刷新等問題。 激光傳感器 本文中 所用的 仿真 激光傳感器是 按照 德國(guó) SICK 公司生產(chǎn)的 LMS200 設(shè)計(jì)的 ，它的掃描范圍最大可以到達(dá) 8m，掃描角度為 180176。 因此機(jī)器人所能完成的動(dòng)作主要通過對(duì) 仿真 機(jī)器人左右輪的不同控制來實(shí)現(xiàn)的 ， 現(xiàn)在我們分別設(shè)仿真機(jī)器人的左輪子的速度為 1v ，右輪子的速度為 rv ， 如圖 所示 。 VS20xx 引入了 250 個(gè)新特性，整合了對(duì)象、關(guān)系型數(shù)據(jù)、 XML 訪問方式，語言更加簡(jiǎn)潔。機(jī)器人，巡視的主體，它將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，然后根據(jù)程序做出相應(yīng)的正確的動(dòng)作，使其能夠順利的進(jìn)行巡視。一旦遇到什么情況，我們可以 第一時(shí)間知道并及時(shí)的做出相應(yīng)的正確的反應(yīng)。然后點(diǎn)擊“ OK”后即可根據(jù)選項(xiàng)自動(dòng)創(chuàng)建項(xiàng)目文件。 //激光數(shù)據(jù)放在 sensorState的 DistanceMeasurements屬性中。這樣當(dāng) 600 毫秒之后，就會(huì)執(zhí)行 UpdateLaser 任務(wù)。的范圍分成左右各 30176。范圍內(nèi)有障礙物且只 小于 500 的安全距離 時(shí)，機(jī)器人向左轉(zhuǎn) ，如圖（ a） 所示 ；當(dāng)激光檢測(cè)到 90176。 ~90176。 i laserCount/2。 yield break。每隔 就刷 新一次激光數(shù)據(jù)，這樣就可以達(dá)到實(shí)時(shí)采集激光數(shù)據(jù)的目的了 ，使機(jī)器人更好的完成避障任務(wù)。 這里我們可以根據(jù)獲得的傳感器信息 ，即障礙物的尺寸、形狀和位置等信息 ，然后對(duì)這些信息進(jìn)行處理，并根據(jù)所要到達(dá)的效果來設(shè)計(jì)一條最合適的路徑 。 yield break。 根據(jù)最小二乘原理求得： n n n n2i i i i ii= 1 i= 1 i= 1 i= 1nn2iii= 1 i= 1n n ni i i ii= 1 i= 1 i= 1nn2iii= 1 i= 1y x x y x=n x xn x y x y=n x xAB??????????????? ? ? ???? ? ???22（ ） （ ）（ ）（ ） （ ） （ 34） 或 niii= 1nii= 1= y xx x y y=xxABB? ??? ???????????? 2（ ）（ ）（ ） （ 35） 機(jī)器人 沿墻走 巡視 的設(shè)計(jì) 機(jī)器人沿墻走的 仿真圖如圖 所示。（ 1）當(dāng)激光打在墻上的個(gè)數(shù)小于3 時(shí)（ n＜ 3），與墻 的距離小于 8000mm（ d＜ 8000mm）時(shí)，機(jī)器人就繼續(xù)向前進(jìn)；如圖 所示。 i i ii i iix =d co sy =d sini=2?????????? （ 37） 式中， id 是第 i 束激光到墻壁的距離， i? 是是第 i 束激光的角度。即當(dāng)D＜ 0 時(shí)， ? ＜ 0；當(dāng) D＞ 0 時(shí)， ? ＞ 0。然后對(duì) 轉(zhuǎn)換后的點(diǎn) 運(yùn)用最小二乘直線擬合，經(jīng)過計(jì)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（ 假設(shè) 紅線為擬合后的路線），見公式（ 34）， (35)。 })。 else destBitmap = new Bitmap(srcDataWidth, srcDataHeight, )。 return _laserDataForm。 寧波大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 圖 刷新圖像程序 這段程序是 將 Bitmap 圖像保存到類屬性 bmpWebcam 變量中 ， 讓 pictureBox 空間顯示圖像 ， 根據(jù)圖像大小重新設(shè)置 pictureBox 控件的尺寸 。為此我們專門引入了手 動(dòng)控制器來增加操作的靈活性和多樣化的功能。 （ 2）“啟動(dòng) /暫停仿真引擎”鍵：簡(jiǎn)易方便的開啟和關(guān)閉仿真引擎，而不必每次都通過修改 xml 文件，將其中的 Pause項(xiàng)由 true 改成 false。首先在窗體中增加一個(gè)按鈕 btnRunPausedEngine，當(dāng)點(diǎn)擊該按鈕時(shí)希望能夠暫停或者運(yùn)行仿真引擎。 if (HasError(stateOrFault)) //如果有錯(cuò)誤，報(bào)錯(cuò)并返回 { LogError(Failed to get state of simulation engine.)。 if (HasError(fault)) //更新狀態(tài)失敗 { LogError(Failed to set state of simulation engine.)。 //改變暫停狀態(tài) var replace = new (state)。 //paused屬性為真時(shí)暫停；為假時(shí)運(yùn)行引擎 } [DataContract] public class PausedEngineRequest { } [ServicePort] public class zmhOperations : PortSetDsspDefaultLookup, DsspDefaultDrop, Get, Subscribe, PausedEngine { } zmhOperations _mainPort。 （ 6）“右轉(zhuǎn)”鍵：通過控制機(jī)器人左右輪子的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的轉(zhuǎn)向，向右轉(zhuǎn)時(shí)， 左輪的速度應(yīng)大于 右 輪的速度。 寧波大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 手動(dòng)操作面板 控制原理 手動(dòng)操作面板控制原理 ：當(dāng)我們點(diǎn)擊手動(dòng)操作面板中按鍵，此時(shí)就會(huì)立即先主服務(wù)程序發(fā)送一個(gè) port 消息，然后住服務(wù)程序根據(jù)接收到的 port 信息 調(diào)用 預(yù)先編寫好的程序進(jìn)行處理，處理完后控制機(jī)器人做出相應(yīng)狀態(tài)的改變。 = new Size(, )。 yield return ((), success = { rgbData = 。 圖像顯示及刷新 從攝像頭 獲取 到圖像數(shù)據(jù)以后，我們希望能把圖像在窗口中直觀地顯示出來，所以要添加一個(gè)窗體，在窗體中添加一個(gè) PictureBox 控件來顯示圖像。amp。 Size size = new Size(0, 0)。此時(shí)，機(jī)器人處于特殊情況下，因此沿墻走也要單獨(dú)進(jìn)行分析，解決。和小于 90176。之所以選擇這個(gè)范圍，是因?yàn)槿绻覀儗⒋笥?1200mm 的點(diǎn)也包括進(jìn)來會(huì)影響直線擬合的效果， 因此我們經(jīng)過反復(fù)的調(diào)試最終確定上述這樣一個(gè)距離區(qū)間。一份， 如圖 所示。示意圖如圖 。 i++) { if ([i] 500) { (, )。 圖 這種情況與（ 1）的情況相似，程序解釋請(qǐng)參照上面解釋，在此不再進(jìn)行累述。 Activate((false, _dateTimePort, UpdateLaser))。 i++) { if ([i] 500) { (, )。 ~90176。 圖 激光 探測(cè)示意圖 Activate((false,