【正文】 包進(jìn)行組包，并顯示相應(yīng)的圖像。Contex_A8為開發(fā)平臺的監(jiān)控單元6410開發(fā)板S51 C51串口1Wifi串口2WifiTRTR傳感器執(zhí)行機構(gòu) 圖41 通信模塊硬件結(jié)構(gòu)圖 網(wǎng)絡(luò)通信監(jiān)控臺與機器人之間的網(wǎng)絡(luò)信息有三類，圖像信息，位置狀態(tài)信息和指令信息；鑒于信息的特征和網(wǎng)絡(luò)的特點，采用UDP通信，分別開啟2個udpSocket，分別用于傳輸圖像信息和位置指令信息，采用多線程的方式。通信模塊處理的主要信息包括圖像信息、命令信息和位置信息。各個硬件平臺之間的通信方式包括無線通信和串口通信。上圖綜合了三種運行模式下的輸入輸出數(shù)據(jù)流，并沒有嚴(yán)格區(qū)分各種運行模式及其對應(yīng)的輸入輸出。一旦進(jìn)入學(xué)習(xí)模式，決策模塊將在記憶系統(tǒng)中開辟相應(yīng)的存儲空間，并根據(jù)環(huán)境信息融合單元提供的坐標(biāo)方位、位移量等信息，在存儲空間中“留下痕跡”。機器人被安排在陌生的小區(qū)環(huán)境中執(zhí)行巡邏任務(wù)，如果無法學(xué)習(xí)環(huán)境信息那么將會使機器人的使用意義大打折扣。圖35 綜合運算單元模塊關(guān)系圖 決策模塊決策模塊將遠(yuǎn)程控制模式處理為所有三種運行模式中優(yōu)先級最高的一種，這是由于機器人在運行過程中受各種因素的干擾如突發(fā)性的天氣變化、道路施工等有可能會出現(xiàn)某些無法預(yù)知的或自身無法糾正的錯誤動作，為了防止在無法預(yù)知的情況下機器人意外造成損傷或者是能迅速恢復(fù)正常運行，決策模塊會絕對優(yōu)先處理來自遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺的控制指令。驅(qū)動控制單元主要依據(jù)綜合運算單元送來的決策數(shù)據(jù)完成對機器人行走電機，攝像頭旋轉(zhuǎn)舵機，充電起落架等動力單元的控制和調(diào)節(jié)，在本設(shè)計中稱為C51。綜合運算單元由6410系列arm開發(fā)板為核心部件，監(jiān)控單元由博創(chuàng)upcup210開發(fā)板構(gòu)成。 8 自動檢測電量，當(dāng)自身電量不足時，向保安室發(fā)出通知，并自主返回充電塢充電。 6 依據(jù)坐標(biāo)信息，向保安人員匯報自己當(dāng)前在小區(qū)中所處的位置，并顯示在監(jiān)控大屏上。 4 通過光電傳感器實時測量自己的運行速度和計算運行里程。 2 通過超聲波傳感器實時監(jiān)測道路路面障礙信息，監(jiān)測到障礙后自動避障。上位機運動位置監(jiān)控視頻監(jiān)控機器學(xué)習(xí)/機器工作下位機網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻傳輸路徑?jīng)Q策坐標(biāo)定位視頻采集串口通信V4l2S51C51光電傳感器步進(jìn)電機攝像頭電子羅盤灰度傳感器硬件層圖33 “安防小區(qū)監(jiān)控機器人”模塊關(guān)系圖 功能模塊安防機器人在真正投入工作前需要人工協(xié)助對指定的生活小區(qū)道路環(huán)境進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)過程中機器人按照人工指示自動把小區(qū)路徑信息，方位信息，自身坐標(biāo)系統(tǒng)信息以及需要重點巡邏的關(guān)鍵部位信息記憶下來，這些信息將作為機器人脫離人工指揮，獨立完成工作（巡邏）時的重要參考信息，學(xué)習(xí)過程事實上是機器人熟悉自己的工作環(huán)境的過程。硬件結(jié)構(gòu)圖如圖42所示。其中C51指揮控制步進(jìn)電機轉(zhuǎn)動， S51對傳感器采集的信息進(jìn)行融合，為綜合運算單元傳遞重要的信息。程序開發(fā)過程中，程序燒寫、與開發(fā)板的通信是通過NFS文件系統(tǒng)實現(xiàn)的，硬件配置如圖31所示。硬件的選擇以滿足以下功能需要為依據(jù)：機器人與控制臺進(jìn)行無線wifi通信，需要無線wifi模塊的支持， UPCUP210 型開發(fā)平臺，運動USBWIFI。UPCUP210 型教學(xué)科研平臺集成了USB、SD、LCD、Camera 等常用設(shè)備接口，適用于各種手持設(shè)備、消費電子和工業(yè)控制設(shè)備等產(chǎn)品的開發(fā)。這種優(yōu)化的結(jié)構(gòu)能夠在高端的通信服務(wù)中維持很高的內(nèi)存寬帶。S5PV210 也包含了許多強大的硬件，用于提高任務(wù)運行的速度，例如動態(tài)視頻處理，音頻處理，2D 圖形，顯示和縮放等。北京博創(chuàng)興業(yè)科技有限公司開發(fā)的UPCUP210 型開發(fā)平臺，CPU采用CortexTMA8 CORE， UPCUP210 采用基于Samsung 公司最新的S5PV210 嵌式微處理器。在工作模式下，機器人可以自主進(jìn)行避障和定位，獨立完成對小區(qū)的安防巡邏工作。本產(chǎn)品的創(chuàng)新點在于將學(xué)習(xí)功能賦予機器人，使其具有智能性。QT專業(yè)開發(fā)UI界面，具有良好的跨平臺性并且設(shè)計的界面美觀、精制。方案一：硬件設(shè)計與實現(xiàn)：“小區(qū)安防監(jiān)控機器人”行走機構(gòu)： 履帶式行走機構(gòu)； 控制設(shè)備：UPMagic6410； 攝像頭：CMOS攝像頭； 傳感器：紅外測試、電子羅盤，灰度傳感器、光電傳感器 控制臺：PC機軟件設(shè)計與實現(xiàn)開發(fā)語言：VC++； 圖像處理技術(shù)：圖像二值化、軌跡映射方案二：硬件設(shè)計與實現(xiàn)：“電力電纜故障監(jiān)測機器人”行走機構(gòu)：輪式行走機構(gòu)； 操控器：UPMagic6410+2Ceil51； 攝像頭：USB攝像頭； 傳感器：超聲傳感器、電子羅盤，灰度傳感器、光電傳感器 控制臺：CortexTMA8軟件設(shè)計與實現(xiàn) 開發(fā)語言：； 圖像處理技術(shù)：圖像二值化、軌跡映射經(jīng)過充分的論證，我們選擇了技術(shù)方案二，小區(qū)安防機器人的信息主要包括兩類，一是圖像信息，二是位置信息和運動指令。在圖像監(jiān)控、位置定位等方面，國內(nèi)外也有一定的應(yīng)用研究，為本項目的開發(fā)、設(shè)計提供了強有力的科學(xué)依據(jù)，有了以上的基礎(chǔ)，開發(fā)、設(shè)計小區(qū)安防監(jiān)控機器人技術(shù)上是可以的。2011年，參加“蘇大杯”第四屆江蘇省大學(xué)生機器人大賽家用吸塵比賽，在這次競賽中，我們利用傳感器信息的融合技術(shù)，對機器人進(jìn)行路徑規(guī)劃，從中，我們積累了傳感器系統(tǒng)設(shè)計的經(jīng)驗。 技術(shù)可行性小區(qū)安防監(jiān)控機器人應(yīng)用到的技術(shù)問題主要包括傳感器信息融合、視頻監(jiān)控、位置定位技術(shù)等。在工作模式下，機器人可以自主進(jìn)行避障和定位，獨立完成對小區(qū)的安防巡邏工作。本產(chǎn)品的創(chuàng)新點在于將學(xué)習(xí)功能賦予機器人，使其具有智能性。本文開發(fā)設(shè)計的小區(qū)安防監(jiān)控機器人具有很強的社會應(yīng)用價值，主要應(yīng)用領(lǐng)域為現(xiàn)在智能安居小區(qū)、廠礦企業(yè)、企事業(yè)單位的安防巡邏領(lǐng)域。 產(chǎn)品穩(wěn)定性要高、速度要快。責(zé)任到人，模塊分工明確。二、完成用于人機交互的“控制臺”的客戶需求：產(chǎn)品要求：操作界面友好；能夠向機器人發(fā)送運動指令；能夠向機器人發(fā)送“圖像接收”指令；三、產(chǎn)品開發(fā)文檔要求文檔規(guī)范。機器人當(dāng)發(fā)現(xiàn)自身的電位不足時，自主返回保安室，進(jìn)行自主充電。 客戶需求 通過對小區(qū)安防監(jiān)控機器人工作環(huán)境的分析和小區(qū)保安人員的工作進(jìn)行科學(xué)的分析，對客戶的需求進(jìn)行梳理，歸納如下：一、用戶對“小區(qū)安防監(jiān)控機器人”的客戶需求：在小區(qū)內(nèi)進(jìn)行巡邏工作時，機器人能夠從保安室出來，自主行走，進(jìn)行路徑規(guī)劃?？梢圆捎美锍逃嬤M(jìn)行定位，也可以借助于GPS進(jìn)行定位。位置定位：實時確定巡線機器人在作業(yè)環(huán)境中所處的位置及故障點的位置，是巡線過程的又一重要任務(wù)。小區(qū)安防機器人涉及的重要的關(guān)鍵技術(shù)如下所列：視覺檢查：視覺檢查是應(yīng)用最為廣泛的監(jiān)控方法，采用高分別率CCD攝像機攝取目標(biāo)圖像，實時傳輸給監(jiān)控人員，可以根據(jù)圖像確定是否存在異?；蚶糜嬎銠C圖像處理和人工復(fù)查相結(jié)合的方法判斷是否存在異常的情況。 課題研究背景目前視頻檢測機器人在國有了長足的發(fā)展，通過無線進(jìn)行圖像傳輸，從而完成視頻監(jiān)測的功能。關(guān)鍵詞： 機器人行走機構(gòu),傳感器系統(tǒng),控制系統(tǒng),步進(jìn)電機,機器學(xué)習(xí)AbstractAt present, the security patrol is responsible for the property security of living area, Artificial patrol work often causes management difficulty, long time work of patrol in the living area often cause security staff tired, A number of security issues are omitted.In order to plete the patrol of living area in time and effective, reducing the word of the security staff, using residential security patrol robot to pleted residential surveillance work,instead of security personnel.Residential security robot includes three main systems,such as sensor system, control and decision system. The walking mechanism is an important part of robot, controled by control system to plete the task of the robot,the sensor system collects the information of all kinds of sensors,such as electronic pass, gray on the information of the sensor system,the control part can make reasonable decision on the motion state. Such as avoiding obstacle in the moving state, walking along the black line, monitoring the image of the living area