6SE7 090-0XX84-0FF5 移動機器人是機器人學一個重要分支，且隨著相關技術的迅速發展，它正向著智能化和多樣化方向發展，應用廣泛，幾乎滲透所有領域。于春和采用激光雷達的方式檢測道路邊界，效果較好，但干擾信號很強時，就會影響檢測效果。付夢印等提出以踢腳線為參考目標的導航方法，可提高視覺導航的實時性。
這里采用視覺導航方式，機器人在基于結構化道路的環境下實現道路跟蹤，目標點的停靠，以及導游解說，并取得較好的效果。
2 導覽機器人簡介
導覽機器人用在大型展覽館、博物館或其他會展中心，引導參訪者沿著固定路線參訪，向參訪者解說以及進行簡單對話。因此導覽機器人必須具有自主導航、路徑規劃、智能避障、目標點的停靠與定位、語音解說以及能與參訪者進行簡單對話等功能，并具有對外界環境快速反應和自適應能力。基于層次結構，導覽機器人可分為：人工智能層、控制協調層和運動執行層。其中人工智能層主要利用CCD攝像頭規劃和自主導航機器人的路徑，控制層協調完成多傳感信息的融合，而運動執行層完成機器人行走。圖1為智能導覽機器人的總體結構框圖。
3 導覽機器人硬件設計
3.1 人工智能層硬件實現
考慮到移動機器人控制系統要求處理速度快、方便外圍設備擴展、體積和質量小等要求，因此上位機選用PC104系統，其軟件用C語言編程。采用USB攝像頭，采集機器人前方的視覺信息，為機器人視覺導航，路徑規劃提供依據。外設麥克和揚聲器，當機器人到達目標點后，進行導覽解說。
3.1.1 控制協調層的硬件實現
機器人傳感器的選取應取決于機器人的工作需要和應用特點。這里選用超聲波傳感器、紅外傳感器、電子羅盤及陀螺儀，采集機器人周圍環境信息，為機器人避障、路徑規劃提供幫助。利用ARM處理平臺，通過RS-485總線驅動電機，驅動機器人行走。
導覽機器人要求傳感器精度稍高，重復性好，抗干擾能力強，穩定性和可靠性高。機器人在行進過程中必須能夠準確獲得其位置信息，數字羅盤可靠輸出航向角，陀螺儀測量偏移并進行必要修正，以保證機器人行走的方向不偏離。采用超聲波傳感器和紅外傳感器相結合的方法獲取前方障礙物信息。該系統設計選用6個超聲波傳感器和6個紅外傳感器。其中，正前方和正后方各1個，其余4個超聲波傳感器分別位于正前方和正后方的兩邊，夾角為45°，紅外傳感器分別安裝在超聲波傳感器的正上方1～2 cm處。超聲波傳感器主要通過測距實現避障，而紅外傳感器主要是用于補償超聲波傳感器的盲區，判斷近距離是否有障礙物。
3.1.2 運動執行層的硬件實現
該智能導覽機器人的執行機構采用直流伺服電機。這里選用三洋電機Super_L (24 V/3.7 A)額定輸出功率為60 W，空載轉速為3 000 r/rain，并帶500線的光學碼盤，使機器人完成相應動作。導覽機器人采用閉環控制，通過光學碼盤測量車輪速度的實際值并反饋給微控制器。基于實際轉速與給定轉速的差值，驅動器按一定的計算方法(如PID算法)調整相應電壓，如此反復，直到達到給定轉速。機器人調速采用FAULHABER公司的 MCDC2805實現。它能實現速度同步性能，同時轉矩波動最小，內置PI調節器能準確到達位置。當配備Super_L電機及集成編碼器時，即使在轉速非常低的情況下，也能達到0.180的定位控制精度。
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