帶語音控制的多功能無線監控輪式機器人

　　2、國內智能車輛的研究

　　吉林大學智能車輛課題組長期從事智能車輛自主導航機理及關鍵技術研究。20世紀90年代以來，課題組開展的組態式柔性制造單元及圖像識別自動引導車的研究對我國獨立自主開發一種新型自動引導車輛系統，從而為我國生產組織模式向柔性或半柔性生產組織轉化提供了有意義的技術支撐和關鍵設備。課題組己開發出JUTIV-1、JUTIV-2和JLUIV-3三種型號的自動引導車輛，其中JLUIV-3實用型視覺導航AGV已投入工廠進行中試，并得到吉林省科委“新型視覺引導AGV及自動物流運輸系統開發”項目、長春市政府科計引導計劃新星創業項目、吉林大學科技園高新技術產品孵化項目的立項資助，目前該種AGV已完成商品化研制，即將投入市場。由于JUTIV-3型AGV性能優越，智能化程度高，屬國內首創，必將會產生重大的社會效益和經濟效益。

　　中國第一汽車集團公司和國防科技大學機電工程與自動化學院于2003年7月研制成功我國第一輛自主駕駛轎車。該自主駕駛轎車在正常交通情況下，在高速公路上行駛的最高穩定速度為130公里/小時，最高峰值速度為170公里/小時，并且具有超車功能，其總體技術性能和指標己經達到世界先進水平。轎車自主駕駛的基本原理是仿人駕駛。車內的環境識別系統識別出道路狀況，測量前方車輛的距離和相對速度，相當于駕駛員的眼睛;車載主控計機和相應的路徑規劃軟件根據計算機視覺提供的道路信息、車前車輛情況以及自身的行駛狀態，決定是沿道路前進還是換道準備超車，相當于駕駛員的大腦;自動駕駛控制軟件按照需要跟蹤的路徑和汽車行駛動力學，向方向盤控制器、油門控制器和剎車控制器發出動作指令，操縱汽車按規劃好的路徑前進，起到駕駛員的手和腳的作用。

　　另外，我國清華大學、北京理工大學等單位也正在研發智能車輛。汽車自主駕駛技術是集模式識別、智能控制、計算機科學和汽車操縱動力等多門學科于一體的綜合性技術，汽車自主駕駛功能水平的高低常被用來作為衡量一個國家控制技術水平的重要標準之一。智能車輛的相關技術，也將促進輪式機器人的研究。

　　項目的研究意義

　　該項目的研究成功，可以作為消費類的產品推廣，并且對于危險性大的的環境也同樣起到很大的作用，比如礦井下的人員救助等方面，且本產品是自主創新，具有自主知識產權，具有廣泛的應用前景，該項目研制成功將填補我國在這方面的空白，并對科技、經濟和社會發展產生較大的影響。

　　主要內容

　　(1)電機驅動。采取經典的L298模塊來控制，通過一篇L298來控制兩個減速電機的正反轉和停止，從而控制小車的行駛。

　　(2)紅外無線遙控模塊的設計，實現小車的無線控制，對其方向的控制。

　　(3)光電壁障模塊。根據投光器發出的光束，被物體阻斷或部分反射，受光器最終據此作出判斷反應，是利用被檢測物體對紅外光束的遮光或反射，由同步回路選通而檢測物體的有無，其物體不限于金屬，對所有能反射光線的物體均能檢測。

　　(4)語音模塊的研究。在尋跡和壁障過程中，加載語音識別項目，下車將根據特定人發布的命令，做出相應的動作，以應對復雜多變的工作環境。

　　(5) 利用傳感模塊進行尋跡和檢測障礙物，并控制智能車的車速。

　　(6) 溫度采集。采用DS18b20芯片采集智能車所處環境的溫度，將溫度模擬信號已經在芯片內部轉換為數字信號，通過單片機來讀取數據。

　　(7) 利用OV6620對圖像進行采集，并且研究圖像終端的顯示。

　　(8) 對ZigBee無線傳輸技術的研究，應用ZigBee結合智能車進行安全檢測，包括對受災現場人員的定位，并且采集其生命特征，包括心跳、溫度和血壓等，確定人員的生命體征，并對現場環境具體情況的采集，其中包括溫度，濕度和空氣的各個氣體的含量，對環境情況做出預判。

　　(9)另外，智能車上還可以擴展一些外圍模塊來增加其智能性，比如物品搬運，防盜等功能。這樣小車的智能性會更加全面，功能也會更加完善。

　　本科研項目符合產學研緊密結合的技術熱點和難點，屬于電子與通信項目中的汽車電子的應用產品，屬于資助重點的資助領域。

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　　項目總體目標

　　本項目提供：

　　本項目除了實現智能小車的基本功能外，針對特定的現場及PIC32芯片的特點，還開發了循跡、避障、測速等功能，并實現圖像的無線傳輸。

　　(1)本項目的總體目標提供具有自主知識產權的智能消防車實時監控系統一套;

　　(2)配套的系統和應用軟件一套;

　　技術、質量指標

　　(1)將循跡、避障、測速等功能融為一體，嘗試了多通道、多傳感器的綜合運用，采用了較為精確的方向控制策略，使整個系統的穩定性達到了較高的水平。

　　(2)評測終端主要技術指標：充分利用PIC32單片機的軟硬件資源。

　　(3)增添相應的硬件設備，實現圖像識別、行駛狀態顯示。

　　(4)儀器終端提供測試結果的液晶顯示，可將結果實時在外接的顯示器上顯示。

　　(5)從視頻信號中采集圖像。

　　(6)利用ZigBee實現圖像的無線傳輸，實現對智能小車的周邊影像的監控。

　　(7)語音控制智能小車的行為。

　　(8)充分利用單片機的外圍接口，使小車的智能性更強。