一種智能機器人系統設計和實現

　　4.3 智能巡線試驗

　　機器人的巡線可用于機器人比賽、自動化無人工廠、倉庫、服務機器人等領域，因此研究巡線實現過程有一定的現實意義。試驗如圖5所示。

　　實驗場地是綠色毛毯狀物質，其中白線寬度為30 mm。在啟動試驗平臺之前要調整攝像頭視角，如果視角太大，則循線精度很難保證，甚至會脫離預期的軌跡。經過試驗驗證，當攝像頭光軸與地面夾角大約為60°左右時，其循線可靠性及精度能夠得到很好的保證。

　　②把圖像分成三個圖像帶：A0，像素從L0～L1；A1，像素從L2～L3；A2，像素從L4～L5；再把每個帶分成左右兩半，其像素從中間開始向兩邊遞增，即從p0～p159，并分別給出權值，求其每點的灰度值與相應點權值并求出總和，其表達式為：

　　Sj＝V1*1+V2*2+…+Vi*i+…+Vn*n
(Vi為灰度值，i為權值；0≤n≤159，n為整數；L0≤j≤L1或L2≤j≤L3，j整數)

③用Ai右邊區的總和減去Ai左邊區的總和的差值，看是否落在誤差的允許范圍[-δ，δ]之內，即表達式為：
Tm＝(Sj右－Sj左)∈[-δ，δ] （m＝0、1、2）

④根據Tm值的大小就可以確定機器人的位置是左偏、右偏，或在誤差范圍之內，隨之就能產生機器人的控制策略。

實驗結果表明，本課題設計的機器人能夠很好地實現直線爬坡、巡線行走等功能，并可以實時采集聲音和圖像信息。在數據處理上，采用ARM9核的S3C2410處理器，數據處理快、實時性強、穩定可靠、效率高。移動機器人隨其應用環境和移動方式的不同，研究內容也有很大差別。其共同的基本技術有傳感器技術、移動技術、操作器、控制技術、人工智能等方面。它有相當于人的眼、耳、皮膚的視覺傳感器、聽覺傳感器和觸覺傳感器。移動機構有輪式（如四輪式、兩輪式、全方向式、履帶式）、足式（如 6足、4足、2足）、混合式（用輪子和足）、特殊式（如吸附式、軌道式、蛇式）等類型。輪子適于平坦的路面，足式移動機構適于山岳地帶和凹凸不平的環境。移動機器人的控制方式從遙控、監控向自治控制發展，綜合應用機器視覺、問題求解、專家系統等人工智能等技術研制自治型移動機器人。

　　(1)控制算法描述：機器人的動態巡線過程，需要提取并能檢測判斷機器人相對白線的位置情況，形成控制策略，完成機器人的運動姿態調整。其算法實現流程如圖6所示，巡線偏移情況如圖7所示。