原创《基于激光传感器的机器人巡弋方法》：本论文为免费优秀的关于巡弋论文范文资料，可用于相关论文写作参考。
摘 要： 本实验结合激光传感器与机器人的运动控制系统,能够使机器人实现本体定位、感知环境并且结合地图做出路径规划,最终实现机器人在已知地图自主巡逻,在机器人巡逻的过程中能够侦测危险情况,并反馈已发现的异常情况,完成机器人的巡弋功能.
关键词： 机器人；巡弋；激光传感器；异常情况
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.146
智能机器人融合了传感器技术、模式识别、机器学习等多学科知识,在农业、工业、军事及日常生活领域都发挥了重要的作用,逐渐成了人们生活中不可缺少的一部分.愈加复杂的环境与繁多的工种也要求机器人实现更加智能的功能,对机器人的自主性及智能性提出了更多的挑战.
1 研究的现状及意义
随着计算机、网络、机械电子、信息、自动化、以及人工智能的飞速发展,智能机器人进入了一个高速的发展阶段,所以利用机器人进行巡弋以达到在日常生活、工业、反恐等领域之中代类完成高难度工作成为一个新的热点问题.
现阶段,“人工智能”是最大的热点之一,智能机器人的应用领域广泛,通过它可以探知巡逻人类难以进入的未知特定环境,并进行特定操作,不但可以代类进行高危险性的工作,还可以节省人力,提高效率,在实践方面具有非常高的应用价值.机器人巡弋方法的研究是这个领域中一个具有理论意义与实践意义的研究方向.
2 机器人巡弋地图的创建
要对机器人进行巡弋方面的研究,首先必须先进行机器人将要巡弋区域的地图创建工作.让机器人在特定区域进行巡逻,并保存巡逻区域的地图信息.
地图创建有两种方式,拓扑结构构件地图与几何地图.这里我们通过坐标方式来保存地图信息,对地图进行合理建立直角坐标系,将整个地图特殊边角通过坐标值体现,在编程中采用数组保存地图坐标.为保证地图的精确性,所以在地图创建之前首先要把地图信息测量好,需要将误差消除在0.02m以内,用米尺测量、用机器人边走边使用激光测量扫过距离值,最终测出地图信息.
3 机器人巡弋方法
为了能够实现机器人行走、接近目标完成任务.机器人需要一定的算法知道自己在地图中的位置才能完成命令.所以在开始巡弋前,还要对机器人本身进行自定位,在此采用的是基于轴角编码器实现机器人自身位姿的研究方法,利用机器人的相对偏转角度和和相对位移实现对机器人的自定位.
在完成对机器人自定位后,采用沿墙走算法实现机器人巡弋功能,本文重点研究的是机器人结合激光传感器實现的沿墙走算法.在此阶段,我们具体把沿墙走算法划分为两种状态,一种是靠近墙行走状态,另一种是沿墙行走状态.
激光传感器测量的是一个0°～180°的半圆扇形区域,我们把激光传感器分为三个区域,180°（已机器人视角为激光最左侧）、90°（正前方）、0°（右侧）来检测三个方向距离信息.
首先在靠近墙的状态下,我们将其分为三种具体的情况,采用三束激光分别为85°90°95°方向发出,下面叙述中L85°代表85度角方向测得的距离信息.当L85°*cos5°等于L90°等于L95°*cos5°时,说明机器人与前方墙垂直,当L85°*cos5°
4 异常情况检测
在本实验中,巡逻报警主要针对在机器人运行过程中,对地图异常信息的实时监测,比如有陌生人出入等现象.在机器人巡逻的过程中,如果通过激光传感器检测到行人,机器人会停止运动,并且让机器人记录机器人与被检测目标.机器人通过自身坐标、目标距离可以计算出目标坐标.记录目标人出现的位置坐标、时间段,实现对异常情况的监测分析.所以在地图创建的过程中,实验区域内的门是主要需要监视的区域,当机器人检测到门开时,能够让机器人记录巡逻区域异常信息、位置、时间.机器人在巡逻的过程中,需要检测关键位置的门是否开关,识别非法入侵.对于门开启状态的两种可能,门向内开与门向外开,我们需要在地图信息坐标标注FLAG,当机器人巡逻在关键FLAG的时候,与地图匹配优先于沿墙走.如果发现有在激光L180°测到的数值异常过大,说明门开启,让机器人暂停运动.根据坐标范围记录是哪道门开启.
5 机器人巡弋结果分析
机器人在实验区域巡弋,我们让其中的几扇门开启-关闭,地图中门默认为关闭状态,让机器人保存其信息,巡逻结束记录信息.我们以地图最左下角的墙角设置为原点（0,0）,打开其中两扇门,供机器人检测.机器人在已知地图下进行巡逻,全程按着沿墙走算法在固定路径进行巡逻,我们通过在地图标识特殊信息,使机器人在巡逻的过程中反馈异常信息：是陌生人还是特定的教室门异常开启状态.机器人将异常信息通过坐标值反馈告警信息.
机器人在运动的过程中可以实时监测自己的坐标变化,实现了机器人的自定位.巡逻主体算法是沿墙走,使机器人在已知地图的情况下沿墙巡逻.我们在记录地图信息的过程中保存了特殊的地图信息,比如重点监测区域：门的开启与否.机器人在巡逻的过程中将检测到的信息与地图匹配.完成了整个机器人巡弋过程.
实验效果直观的反映出该方法的有效性,本文首先对机器人巡弋区域进行地图生产.通过对机器人自定位综合分析与处理,再利用沿墙走算法实现巡逻,最后将检测到的异常情况进行反馈,较好的实现了机器人巡弋工作,算法的实时性和鲁棒性也较好.
作者简介：杜俊蓉（1996-）,女,吉林四平人,本科.
巡弋论文参考资料：
结论：基于激光传感器的机器人巡弋方法为适合巡弋论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文，相关巡弋开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
