【正文】 取其他的方案？問題八：相同的行進(jìn)函數(shù)，但是由于摩擦阻力不同，會(huì)有不同的效果，對于黑色和白色兩種顏色以及地板的光滑程度怎樣設(shè)計(jì)函數(shù)？問題九：比賽中會(huì)有不同的模式選擇，當(dāng)然在比賽中，障礙物的位置也會(huì)改變，這樣會(huì)增加編程的難度，那怎樣去解決呢？問題十：在最后的回家模式中，是采取舍棄一部分的清障面積來順利完成功能還是努力做到面積的清掃而且還要保證可以順利完成？其實(shí)，問題不只是這些，一個(gè)追求更好的設(shè)計(jì)中，總會(huì)有很多的可圈可改之處，問題總會(huì)隨之而來，但是，有問題的前提，是要有去追求完美的心態(tài)，還有要去不斷創(chuàng)新的思想。在課題中，主要列舉這些問題，因?yàn)檫@些問題都是在實(shí)現(xiàn)過程中非常糾結(jié)和矛盾的問題，都是在適用很多種方案的前提下才最終確定思路。 解決方法對于課題研究過程中遇到的問題，很多都是由于自己的不細(xì)心造成的，在很久的困擾之后才得以解決，可是解決后就會(huì)有所氣氛，細(xì)節(jié)的錯(cuò)誤會(huì)帶來很大的困擾。所以，無論做什么事情，都要有細(xì)心和耐心，否則事情的結(jié)果會(huì)不盡人意。對于問題一，開始的思路是進(jìn)行團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)，因?yàn)?，通過對前幾屆參賽者的了解，自制的機(jī)器人能夠很好的實(shí)現(xiàn)功能。在進(jìn)行時(shí)候，需要考慮很多方面，比如電機(jī)的選擇，控制芯片的選擇。更重要的是元器件的價(jià)格選擇，在緊張的時(shí)間里可以選擇可供改裝的MF09滅火機(jī)器人，在對比各種硬件與軟件的實(shí)現(xiàn)難度系數(shù)，并且老師也提出了改裝的想法，因此選擇了基于MF09滅火機(jī)器人的改裝智能吸塵機(jī)器人的方案。對于問題二，須通過改裝才能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的項(xiàng)目功能，但是，改裝不可能一時(shí)就有想法，查了很多的資料以及參賽者的創(chuàng)新實(shí)施，綜合并總結(jié)了很多的設(shè)計(jì)方案，最終設(shè)計(jì)出來了本課題設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的智能吸塵機(jī)器人。對于問題三，在10屆比賽中，采取的是激光傳感器，： 激光傳感器激光傳感器主要的優(yōu)勢是差值較大，一次判斷準(zhǔn)確，誤差很小，但是不能出現(xiàn)可控的距離差，這在進(jìn)行靠墻行進(jìn)的過程中不好控制。通過幾個(gè)紅外傳感器同時(shí)進(jìn)行墻壁檢測來達(dá)到準(zhǔn)確的判斷，從而將誤差控制在較小范圍。當(dāng)然，這對代碼的要求將高于激光傳感器。對于問題四，一個(gè)灰度傳感器有的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)因覆蓋面積小，致使機(jī)器人在二樓走偏的時(shí)候跌落到一樓，兩個(gè)灰度傳感器，可以很好的解決這個(gè)問題。同時(shí)，在檢測黑白的時(shí)候，可以提高結(jié)果的可信性，即使其中一個(gè)壞了，另一個(gè)也可以起到備用的作用。對于問題五，通過圖25的傳感器實(shí)施，可以對障礙物實(shí)行準(zhǔn)確的檢測，對于二樓和一樓地面光線的強(qiáng)弱也可以進(jìn)行正確的判斷。對于問題六，硬件的功能實(shí)現(xiàn)需要有良好的程序進(jìn)行控制，硬件的選取最多可以給編碼帶來些便利，但是如何正確匹配編碼，確是至關(guān)重要的。根據(jù)兩屆參賽人員施行的程序解決方案并加以優(yōu)化改進(jìn)，通過試驗(yàn)運(yùn)行最終確定代碼的編寫方案。對于問題七，由外及里的實(shí)現(xiàn)方法會(huì)出現(xiàn)在二樓中間，離墻壁很遠(yuǎn)，不能在走偏時(shí)候及時(shí)的進(jìn)行矯正，所以同時(shí)用前面與后面的紅外傳感器進(jìn)行“S”型走法，可以較好的完成遍歷二樓面積。對于問題八，在項(xiàng)目場地中，一樓和二樓會(huì)因?yàn)椴馁|(zhì)的不同，在一樓地面摩擦因子會(huì)很大，而二樓因?yàn)榈孛婀饣?，所以同樣的函?shù)在一樓和二樓一定會(huì)出現(xiàn)不同的效果，最好的解決方案，可以是寫兩個(gè)函數(shù)，一開始是這樣寫的，但是為了做到代碼可重用性，在代碼優(yōu)化時(shí)候，可以通過添加參數(shù)進(jìn)行選擇，如下所示：void adjust_run(int speed,int floor)。 其中floor就是選擇樓層的參數(shù)，參數(shù)的不同，進(jìn)行執(zhí)行的代碼中參數(shù)也會(huì)是相應(yīng)樓層中對用的。對于問題九，可以發(fā)現(xiàn)MF09機(jī)器人提供多個(gè)程序的暫存功能，如果不希望先前的代碼過于復(fù)雜化，可以在比賽之前，向存儲(chǔ)器中導(dǎo)入兩個(gè)不同的代碼，根據(jù)不同的比賽情況進(jìn)行選擇相應(yīng)程序的運(yùn)行。對于問題十，起初是在從二樓下來后直接回到起點(diǎn)，但是會(huì)漏掉很多的面積沒有遍歷，在本課題程序的設(shè)計(jì)中，最后加用了一段快速遍歷函數(shù)，可以在保證有矯正功能的同時(shí)迅速遍歷剩下的面積。問題得到解決，就可以讓項(xiàng)目順利開展，直到整套方案從設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)，雖然有很多的問題相阻，但還是順利完成了智能吸塵機(jī)器人的項(xiàng)目要求，所有的付出都有了滿意的回報(bào)。 項(xiàng)目改進(jìn)雖然看似完美的方案，但畢竟受到現(xiàn)有的設(shè)備以及局限的創(chuàng)新意識(shí)限制，總是有些地方?jīng)]有能夠加以完善，到后來有所想法的時(shí)候，智能吸塵機(jī)器人的硬件到軟件都會(huì)有較大的性能提升，現(xiàn)在的解決方案只能說是實(shí)現(xiàn)目前競賽項(xiàng)目要求的功能，每一年都會(huì)有要求的改變，但總體來說有三點(diǎn)是必須要解決的： 對于體型的改裝。一定要因地制宜，不苛求最好的硬件資源，除非有這個(gè)條件，不過，ARM9系列的處理器已經(jīng)完全可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)在的要求。對于現(xiàn)有資源的有效利用，本課題認(rèn)為是最佳選擇。 對于其他參賽者的解決方案的認(rèn)真分析。這是競賽的一個(gè)目的，就是讓大家互相學(xué)習(xí)，能夠通過他人的方案解決自身現(xiàn)有的不足。當(dāng)然，集眾家所長，總會(huì)有意想不到的思路和實(shí)現(xiàn)方案。 代碼的編寫一定要盡可能做到代碼優(yōu)化。想必，都會(huì)有讀很亂的代碼而感到頭痛的煎熬，一個(gè)人的想法畢竟是有局限的，當(dāng)你能夠讓他人來優(yōu)化你的思路時(shí)，程序是作為參賽者很重要的一個(gè)途徑，所以要符合代碼編寫規(guī)范，清晰思路的同時(shí)并有利于增強(qiáng)代碼的可讀性。本課題的智能吸塵機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中，還有待改進(jìn)的主要有兩點(diǎn)： 對于智能吸塵機(jī)器人中四個(gè)輪子的固定。因?yàn)楸菊n題中的智能吸塵機(jī)器人由于改裝時(shí)候輪子是用螺絲固定在塑料板子上的，所以會(huì)有松動(dòng)和偏移，在運(yùn)行中，如果不及時(shí)矯正，就會(huì)有走偏的可能。可以通過加強(qiáng)輪子的固定力度和增加一些糾正儀器，有效的避免運(yùn)行中出現(xiàn)的走偏的可能，這對代碼的編寫會(huì)起到很大的幫助。 對于傳感器的種類選擇。在本課題中，主要用到了兩種傳感器，紅外傳感器和地面灰度傳感器，在最近的比賽中，看到有的參賽者用到了超聲波傳感器，起到了很好的效果。如果在課題中采用超聲波傳感器進(jìn)行方位的檢測及其定位，那么就可以做到讓智能吸塵機(jī)器人更加“智能”，有一些“寫死的代碼（主要是指在實(shí)現(xiàn)功能的時(shí)候很多步驟都是固定好的，如果一步執(zhí)行亂了，后面的都會(huì)亂掉）”就可以通過傳感器來進(jìn)行優(yōu)化成“活的代碼（指的是采用優(yōu)化的算法，如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的棧和隊(duì)列等等）”，這樣就可以讓機(jī)器人在運(yùn)行中擁有自己處理相應(yīng)的情況，從而達(dá)到智能吸塵機(jī)器人脫離參賽者的控制。 項(xiàng)目展望智能吸塵機(jī)器人作為服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域中的一個(gè)新產(chǎn)品，將使人們能在無人看守情況下輕松地完成室內(nèi)環(huán)境的除塵等清潔工作。因此，該吸塵機(jī)器人如能大批量生產(chǎn)使成本降低，以低價(jià)格進(jìn)入市場，將會(huì)具有巨大的市場前景,有關(guān)資料也預(yù)測除塵機(jī)器人是未來幾年需求量最大的是服務(wù)機(jī)器人。目前我們的比賽項(xiàng)目所要求的功能對于應(yīng)用到人們的生活中還有所差距，但是我們有著越來越多的躋身于設(shè)計(jì)和研究智能吸塵機(jī)器人的隊(duì)伍中的參與者，相信在最近或者是不遠(yuǎn)的將來，當(dāng)你在家里用的著吸塵機(jī)器人的時(shí)候，你會(huì)毫不猶豫的讓你的“好朋友”進(jìn)行它的工作的。雖然對于現(xiàn)實(shí)中的實(shí)現(xiàn)我們的所作所為還有待繼續(xù)，但是這個(gè)過程就是學(xué)到很多東西和吸收很多理念的時(shí)候，這是我們在書本里面學(xué)不到的東西。比如動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、邏輯思維能力等等，這些無論在以后的學(xué)習(xí)或者工作中對我們都有很大的幫助。此外，通過和其他實(shí)力隊(duì)伍的交流，對我們對機(jī)器人深入的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。老師也幫我們成立了專門的實(shí)驗(yàn)室，這在以后的對機(jī)器人進(jìn)行進(jìn)一步的研究中，我們有了安靜和思考的環(huán)境。我們相信將來在機(jī)器人方面會(huì)做出更好的成績。43結(jié)束語畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)挑戰(zhàn)自己的綜合舞臺(tái)，無論在四年的學(xué)習(xí)生涯中是否有所得，有所舍，但最終的設(shè)計(jì)成果就會(huì)展示著自己這幾年來的知識(shí)積累。在一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)生涯中，收獲到了很多的知識(shí)與技能，對于專業(yè)也有了整體的把握，無論今后的道路將通往何方，這些歷驗(yàn)一定是道路旁美麗的風(fēng)景，陪著我走向理想的彼岸。當(dāng)然，21世紀(jì)是個(gè)競爭激烈的紀(jì)元，成果倍出，隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，特別是服務(wù)型機(jī)器人的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用越來越引起人們的重視。智能吸塵機(jī)器人作為服務(wù)型機(jī)器人中的特殊一員，將人們從繁重的清潔工作中解脫出來，它的智能、高效、實(shí)用等特點(diǎn)，受到人們的青睞。因此它不僅具有廣泛的市場前景，而且具有很高的研究價(jià)值。因此，我國舉行了很多或大或小型的比賽，目的在于激發(fā)我國各類人才進(jìn)行探討研究，在機(jī)器人領(lǐng)域做出自己的一片天。然而，本畢業(yè)論文的研究課題正是這些比賽中智能吸塵機(jī)器人的一個(gè)詳細(xì)設(shè)計(jì)過程，本文目的不在于固化的機(jī)器人的研究，而在于基于所要求的環(huán)境與已有的智能機(jī)器人設(shè)計(jì)出一套自己的方案，實(shí)現(xiàn)出應(yīng)有的功能并且還可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)膭?chuàng)新，以更合適的體型以及更優(yōu)良的算法盡可能完善之前的缺陷。因此，在本文中從吸塵機(jī)器人的硬件分析到吸塵機(jī)器人的軟件設(shè)計(jì)以及整體的改進(jìn)入手，對自己而言，已經(jīng)算是成功的完成了理想中的智能吸塵機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在完成智能吸塵機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程中學(xué)到很多不曾認(rèn)知的知識(shí)，極大豐富了我們的知識(shí)庫，同時(shí)鍛煉了我們發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的理論分析能力與實(shí)際動(dòng)手能力。主要表現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：通過對由微處理器控制的、集傳感與控制于一體的機(jī)器人自動(dòng)實(shí)現(xiàn)家用吸塵過程的的研究，綜合嵌入式專業(yè)的電路設(shè)計(jì)、傳感器控制、單片機(jī)程序開發(fā)和算法研究等多學(xué)科知識(shí)，我們熟悉掌握了嵌入式應(yīng)用開發(fā)的全過程?；贛F09機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，雖未涉及硬件的設(shè)計(jì)與制作，但是也對硬件有了很深的了解，對傳感器和電機(jī)等的認(rèn)識(shí)不止停留在理論上，而是學(xué)會(huì)軟硬件綜合考慮和運(yùn)用，為以后自行設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。在此過程中我沒有在算法上作太多的研究，只是自學(xué)手冊并理清出廠程序的思路后來理解其他隊(duì)員修改的程序并提出的意見，鞏固了所學(xué)的C語言等知識(shí)。以前學(xué)習(xí)沒有計(jì)劃也沒有目標(biāo)，寒暑假也不會(huì)花時(shí)間在學(xué)習(xí)上，但是參加這個(gè)項(xiàng)目對我的督促使我能有計(jì)劃有目標(biāo)的學(xué)習(xí)，課余時(shí)間也能針對性的對項(xiàng)目涉及的知識(shí)學(xué)習(xí)并和隊(duì)員一起討論。不管是學(xué)習(xí)資料的搜索整理，還是平時(shí)學(xué)習(xí)心得，日志記錄到最后的論文撰寫、資料整合，都對我們的文檔處理能力有一定的要求。剛開始我們的文檔都是太隨意，沒有規(guī)范，也不考慮文檔結(jié)構(gòu)和排版，在劉老師的指導(dǎo)下我們能有條理的寫一篇文檔，綜合考慮它的結(jié)構(gòu)，爭取達(dá)到思路清晰，圖文并貌，這對于我們以后學(xué)習(xí)和工作都有很大的幫助。同時(shí)在學(xué)習(xí)的同時(shí)做些記錄對我們的回顧和總結(jié)有很大的幫助，這也是在這個(gè)項(xiàng)目中學(xué)到的，養(yǎng)成“處處留心”的良好習(xí)慣對做其它事情都有好處。在項(xiàng)目中每個(gè)人不僅要會(huì)一起學(xué)習(xí)，一起討論，還要重視隊(duì)員之間、隊(duì)員與老師之間的溝通，項(xiàng)目完成，就會(huì)在溝通能力和領(lǐng)導(dǎo)能力上都得到了鍛煉。這個(gè)項(xiàng)目的收獲會(huì)使得我們對自己更有信心實(shí)現(xiàn)從學(xué)校到社會(huì)的轉(zhuǎn)換，我們都會(huì)牢記這些收獲與啟迪，踏實(shí)的走好每一步！在畢業(yè)論文完成之際，我們都懷著激動(dòng)的心情，但我們都會(huì)很有信心，努力地邁好自己的步伐，走向?qū)儆谧约旱拿魈欤?致 謝經(jīng)歷了一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，這不僅預(yù)示著辛苦了一個(gè)學(xué)期的成果即將有所成就，更加預(yù)示著離開大學(xué)的生活正在迫近。四年的讀書生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句號(hào)，而于我的人生卻只是一個(gè)逗號(hào)，我將面對又一次征程的開始。四年的求學(xué)生涯在師長、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，在論文即將付梓之際，思緒萬千，心情久久不能平靜。偉人、名人為我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和贊美獻(xiàn)給每一位平凡的人，我的各位導(dǎo)師。我不是你們最出色的學(xué)生，而你們卻是我最尊敬的老師。 感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報(bào)，你們永遠(yuǎn)健康快樂是我最大的心愿。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯謝意！ 同時(shí)也感謝學(xué)校為我提供良好的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境。 最后再一次衷心地感謝所有在畢業(yè)設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計(jì)中被我引用或參考的論著的作者。參 考 文 獻(xiàn)1 侯殿有、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ):基于ARM9微處理器C語言程序設(shè)計(jì)，北京:清華大 學(xué)出版社,.2 王小強(qiáng)、ARM處理器裸機(jī)開發(fā)實(shí)戰(zhàn):機(jī)制而非策略，北京:電子工業(yè)出版社,2012.3 符意德、高等院校信息技術(shù)規(guī)劃教材?嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理及應(yīng)用(第2版) ，北京:清華大學(xué)出版社,2010.4 楊維劍、嵌入式系統(tǒng)軟硬件開發(fā)及應(yīng)用實(shí)踐 ，北京:北京航空航天大學(xué)出版社,.5 王文峰、第四次飛躍:機(jī)器人革命改變世界，北京:華文出版社,2012. 6 米康伯, G. (McComb, G.)，伯萊得克, M. (Predko, M.)，龐明譯，機(jī)器人設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，北京:科學(xué)出版社,2007.7 FOR MF09 .8 .9 .10 .11 .IV