【正文】 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。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。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。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。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。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。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。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。 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?？梢酝ㄟ^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。 代碼的編寫一定要盡可能做到代碼優(yōu)化。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。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。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。對于問題一，開始的思路是進(jìn)行團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)，因?yàn)椋ㄟ^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。問題一：選取完全自制的機(jī)器人，還是基于某種現(xiàn)有的機(jī)器人基礎(chǔ)之上？問題二：如果對于現(xiàn)有的機(jī)器人進(jìn)行改裝，是整體改裝還是僅僅增加需要用到的部分？問題三：在對現(xiàn)有傳感器進(jìn)行測障礙物時(shí)，是用激光傳感器還是用原有的紅外傳感器？問題四：灰度傳感器是用一個(gè)還是用兩個(gè)？問題五：傳感器的如何布局？還有其帶來的效果是怎樣的？問題六：在實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)部分，對于項(xiàng)目場地的思路是怎樣確定的？問題七：在二樓的清障過程中，是運(yùn)用之前由外及內(nèi)的方案，還是要采取其他的方案？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。通過這個(gè)過程，我們發(fā)現(xiàn)其實(shí)主辦方之所以舉行機(jī)器人大賽，其目的不僅是讓參賽者可以得到理論到實(shí)踐的機(jī)會(huì)，更重要的是在某些程度可以發(fā)揮自己的才智及創(chuàng)新思路，解決人們生活中有所趨勢但是還沒有涉及或者是普及到的角落的智能家電的應(yīng)用。在這里，首先要感謝劉昭斌老師，這個(gè)項(xiàng)目因?yàn)橛欣蠋煹姆e極鼓勵(lì)參與，才有現(xiàn)在的方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，最重要的是，面對第一次的競賽，我們最多的是不知所措，但老師讓我們關(guān)注的不是比賽結(jié)果，而是他人的設(shè)計(jì)思路和編程方法，所以在參加第一次的比賽后，我們有很多的取長補(bǔ)短，并不斷嘗試自己的改裝方案是否可以順利得以實(shí)現(xiàn)。 取長補(bǔ)短 通過以上的各種解決方案的分析，本課題采取了取長補(bǔ)短的解決方案。： 創(chuàng)新改裝參照四這種解決方案，擁有了前面所提到的優(yōu)勢，原型外觀，多傳感器。2011屆的機(jī)器人比賽，不僅要實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目起初要求的功能，并添加模仿人的化妝室的要求，但只增加一面鏡子。下面同樣是參賽者自己設(shè)計(jì)的一款可以實(shí)現(xiàn)智能吸塵的機(jī)器人，： 創(chuàng)新改裝參照三針對這種設(shè)計(jì)的智能吸塵機(jī)器人，優(yōu)點(diǎn)既有了第一種機(jī)器人良好傳感器檢測障礙物的能力，又有了較好的體型。對于競賽場地上，會(huì)有參賽者設(shè)計(jì)的可以實(shí)現(xiàn)智能吸塵的機(jī)器人，： 創(chuàng)新改裝參照二針對這種設(shè)計(jì)的智能吸塵機(jī)器人，競賽項(xiàng)目中所要求的功能會(huì)很好的實(shí)現(xiàn)，主要原因有兩點(diǎn)。每一屆比賽都有不同的競賽要求，因此在具體設(shè)計(jì)中，參賽者會(huì)有不同的設(shè)計(jì)思路。其中主要包括LCD模塊，USB模塊，AD信息采集模塊。第5章 吸塵機(jī)器人的綜合分析以上幾章介紹了MF09機(jī)器人硬件所展示出來的優(yōu)勢，軟件的實(shí)現(xiàn)代碼編寫，對于競賽項(xiàng)目的要求得以較好實(shí)現(xiàn)。 } if(AI(9)GROUND_BRIGHT || AI(10)GROUND_BRIGHT){ return 1。 break。 檢測的函數(shù)實(shí)現(xiàn)檢測主要是指在場地中會(huì)有一個(gè)沒有確定位置的小盒子，還有就是在一樓與二樓的相接處，會(huì)使用灰度傳感器檢測，避免機(jī)器人從二樓跌落到一樓。AI(2)250){ SetMotor(0x1111,*speed,*speed,0,0)。 } else{//斜左 if(AI (1)600){ if(AI (1)600amp。amp。 } 矯正的函數(shù)實(shí)現(xiàn)矯正主要是指智能吸塵機(jī)器人在運(yùn)行中遇到墻壁，進(jìn)到小房間里對墻角的沿墻行走，主要是能靠墻行走，如果出現(xiàn)歪斜的情況，會(huì)及時(shí)進(jìn)行矯正處理。 wait(i*times)。 wait(i)。 wait(i)。 運(yùn)動(dòng)的函數(shù)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)主要指智能吸塵機(jī)器人在場地中進(jìn)行轉(zhuǎn)彎，直走，直走一定的時(shí)間函數(shù)的實(shí)現(xiàn)，具體的函數(shù)如下所示：以一定的速度speed，旋轉(zhuǎn)angle角度；void turn(int speed,float angle) { float i=fabs(angle*)。 } return Conversion_Value。 while(ADC_GetFlagStatus(ADC_FLAG_ECV) == RESET)。 oldchannel = channel。 } else { return ANALOG_I2C(iCh)。 模擬口通道信息采集如果細(xì)心的人就會(huì)發(fā)現(xiàn)，在項(xiàng)目中所有的傳感器都是通過AI口進(jìn)行對采集的信號(hào)量進(jìn)行轉(zhuǎn)換的，所以模擬口在本課題中尤為重要，所以，其實(shí)現(xiàn)的函數(shù)驅(qū)動(dòng)也相當(dāng)重要，畢竟要有大的誤差，所有的行進(jìn)過程就像瞎子走路一樣，失去了方向，下面就來對模擬口的函數(shù)實(shí)現(xiàn)具體闡述。全局參數(shù)的設(shè)置，確實(shí)提高了改變參數(shù)的效率，節(jié)省了很多的時(shí)間去完成其他的工作，在程序中通過int EE(unsigned int uiAddress)函數(shù)完成對全局參數(shù)的使用，具體的使用方法如下所示：SPEED_FECTOR = EE(0)。在調(diào)試機(jī)器人的時(shí)候，這個(gè)性能極大的方便了調(diào)節(jié)參數(shù)值的效率，在程序中，用到了三個(gè)全局參數(shù)的設(shè)計(jì)，分別是：速度因子，用于計(jì)算實(shí)際走的時(shí)間,值越大走得越少（摩擦力小：,摩擦力大：40）；int SPEED_FECTOR = 。該存儲(chǔ)器在復(fù)位，斷電等情況下仍然可保證其數(shù)據(jù)不丟失。停止所選通道電機(jī)。啟動(dòng)電機(jī)；void SetMoto(int channel,int speed)。}對所有硬件初始化之后，就相當(dāng)于打開了所有硬件的開關(guān)，這個(gè)時(shí)候就可以通過對相應(yīng)的硬件編寫相應(yīng)的操縱函數(shù)。 SetMoto_PowerConfig(3,)。 SetMoto_PWMConfig(1000,90)。 //電機(jī)驅(qū)動(dòng)PWM初始化 PWM_INIT()。 //復(fù)位avr芯片 AVR_INIT()。 = GPIO_OutputAlt1。 GPIO_Init (GPIO6, amp。 = GPIO_PinInput。 GPIO_Init (GPIO5, amp。 = GPIO_PinOutput。 GPIO_Init (GPIO2, amp。 = GPIO_PinOutput。 //MCLK_Config (PLL_48)。void InitArmRobot(void) { ifdef DEBUG debug()。第三個(gè)部分是智能吸塵機(jī)器人對于回家時(shí)候進(jìn)行對地面的清潔；void goHome_Running()。： 軟件流程圖對于總體的軟件設(shè)計(jì)，都是基于硬件的固定狀態(tài)下，如果有一個(gè)紅外線測距傳感器（PSD）或者一個(gè)灰度傳感器出現(xiàn)了問題，那么整個(gè)過程都會(huì)受到影響，有可能碰到墻壁，也有可能碰到障礙物致使沒有矯正。 } }第4章 吸塵機(jī)器人的軟件設(shè)計(jì)智能吸塵機(jī)器人通過對MF09滅火機(jī)器人的整體改裝，在硬件方面已經(jīng)符合競賽項(xiàng)目的要求，可是，好的硬件分析與設(shè)計(jì)，還是不能完成整體的功能實(shí)現(xiàn)。智能吸塵機(jī)器人上的麥克風(fēng)(microphone)是能夠識(shí)別聲音聲強(qiáng)大小的聲音傳感器，在運(yùn)行機(jī)器人的時(shí)候，可以通過聲控的方式進(jìn)行啟動(dòng)。項(xiàng)目中用到兩個(gè)地面灰度傳感器。 地面灰度傳感器地面灰度傳感器其實(shí)是一個(gè)光敏電阻，它的阻值受照射在它上面的光線強(qiáng)弱的影響。： 紅外線測距傳感器集成式的使用非常簡單且可靠，它有可能會(huì)成為未來主流。 控制器系統(tǒng) 智能吸塵機(jī)器人整體架構(gòu)有了核心 CPU，我們就可以將各種功能模塊、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等連接到CPU 的引腳上，構(gòu)成您看到STR911FAM44控制器。ST 意法半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的STR911FAM44，使我們以極少的周邊芯片獲得了齊全的功能，這是一款以ARM966ES? 16/32Bit 內(nèi)核，內(nèi)置大容量Flash 存儲(chǔ)器的處理器。通常采用的傳感器分為內(nèi)部傳感器和外部傳感器，其中內(nèi)部傳感器有編碼器、線加速度計(jì)、陀螺儀、磁羅盤等用于控制和監(jiān)測機(jī)器人本身；外部傳感器包括視覺傳感器、超聲波傳感器、紅外線傳感器、接觸和接近傳感器等安裝在機(jī)器人自身用于感知外部環(huán)境信息。自20世紀(jì)70年代研究以來， 移動(dòng)機(jī)器人的路徑規(guī)劃按機(jī)器人獲取環(huán)境信息的方式不同，大致分為三種類型：①基于模型的路徑規(guī)劃，主要處理結(jié)構(gòu)化環(huán)境，規(guī)劃方法有柵格法、可視圖法、拓?fù)浞ǖ龋虎诨趥鞲衅餍畔⒌穆窂揭?guī)劃，主要用于非結(jié)構(gòu)化環(huán)境，克服環(huán)境條件或形狀無法預(yù)測的因素，方法有人工勢場法、確定柵格法和模糊邏輯算法等；③基于行為的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃是移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃問題研究中的新動(dòng)向，就是把導(dǎo)航問題分解為許多相對獨(dú)立的單元即行為基元，如避碰、跟蹤、目標(biāo)制導(dǎo)等。用傳感器探測環(huán)境、分析信號(hào)，以及通過適當(dāng)?shù)慕７椒▉砝斫猸h(huán)境，獲得環(huán)境的更多信息，近年來對智能機(jī)器人的研究表明，對于工作在復(fù)雜結(jié)構(gòu)環(huán)境中的自主式移動(dòng)機(jī)器人，要進(jìn)一步提高其自主程度，主要依靠模式識(shí)別及障礙物識(shí)別、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸及適當(dāng)人工智能方法，還需要進(jìn)一步開發(fā)全局模型，從而為機(jī)器人獲取全局信息。 程序的下載點(diǎn)擊界面中的下載按鈕，即可彈出MF09 編譯下載界面。流程圖和JC語言的搭配，既能讓參賽人員輕松入門，又能夠讓參賽人員在編程中有較大的選擇余地。從左到右的順序的AI(5)，AI(6)和AI(7)口，這三個(gè)AI口的紅外傳感器主要負(fù)責(zé)智能吸塵機(jī)器人后退過程中有著和前方傳感器行進(jìn)過程中一樣的功能。，傳感器位置和所對應(yīng)的接口詳細(xì)的做了介紹，在本節(jié)，通過對不同的傳感器負(fù)責(zé)不同的檢測功能具體做了介紹。3. 前方增添一個(gè)額外的灰度傳感器，實(shí)現(xiàn)雙灰度探測，提高了檢測的準(zhǔn)確度。綜合以上三點(diǎn)存在的不足，本課題進(jìn)行了對MF09滅火機(jī)器人的重要改裝，： 基于MF09智能清潔機(jī)器人的設(shè)計(jì)方案，相對于原來的基于MF09的滅火機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)了徹底的改裝，四個(gè)電機(jī)和主芯片沒有改變，其他的部件，都有位置或者是數(shù)量上的增加。但是，存在三個(gè)劣勢，分別如下：1. 實(shí)現(xiàn)家用吸塵功能，四個(gè)紅外線測距傳感器（PSD）