智能機器人功能開發(fā)與設(shè)計-y

1、智能機器人功能開發(fā)與設(shè)計北京理工大學(xué)自動化學(xué)院內(nèi) 容 簡 介本書主要針對近幾年應(yīng)用比較廣泛的智能機器人做了詳細的分析介紹，全面闡述了智能機器人的基本理論與應(yīng)用。全書共分成了兩大部分，第一部分著重介紹智能機器人的軟件和硬件；第二部分主要針對智能機器人的功能開發(fā)與設(shè)計做了詳細的介紹。本書通過查閱大量的資料，在智能機器人的功能方面做出了進一步的開發(fā)設(shè)計，拓展了智能機器人的應(yīng)用范圍。將功能比較齊全、應(yīng)用廣泛的幾大類傳感器應(yīng)用到智能機器人上，使智能機器人實現(xiàn)相應(yīng)的功能。書中在第二部分做了詳細的闡述。本書可以作為專業(yè)技能院校在傳感器理論及應(yīng)用方面的教科書，亦可供從事智能機器人研究的各專業(yè)工程技術(shù)人員自學(xué)參

2、考。圖書編目數(shù)據(jù)智能機器人功能開發(fā)與設(shè)計/姚小蘭主編 . 北京：北京理工大學(xué)，2013普通專業(yè)技能院校教材智能機器人功能開發(fā)與設(shè)計 = 1 * ROMAN I智 = 2 * ROMAN II姚 = 3 * ROMAN III智能機器人-專業(yè)技能院校-教材北京理工大學(xué)自動化學(xué)院智能機器人項目主要參加人員： 北京理工大學(xué)：姚小蘭、李?？?、于蕾、張東洋、苗江濤、張家鑫、高雙 廣州市公用事業(yè)技師學(xué)院：周俊林、李照勛、張瑞佳、陸天智本書由北京理工大學(xué)自動化學(xué)院編輯地址：北京市海淀區(qū)中關(guān)村南大街5號郵編：100089電話AGE II目 錄 TOC o 1-3 h z u HYP

3、ERLINK l _Toc361326711 1. 智能機器人概述 PAGEREF _Toc361326711 h 1 HYPERLINK l _Toc361326712 1.1智能機器人硬件介紹 PAGEREF _Toc361326712 h 1 HYPERLINK l _Toc361326713 1.1.1 概述 PAGEREF _Toc361326713 h 1 HYPERLINK l _Toc361326714 1.1.2 電機的安裝 PAGEREF _Toc361326714 h 2 HYPERLINK l _Toc361326715 1.1.3 LCD顯示屏的安裝 PAGEREF

4、_Toc361326715 h 2 HYPERLINK l _Toc361326716 1.2 智能機器人軟件介紹 PAGEREF _Toc361326716 h 3 HYPERLINK l _Toc361326717 1.2.1 CPU內(nèi)程序 PAGEREF _Toc361326717 h 3 HYPERLINK l _Toc361326718 1.2.2 上位機界面 PAGEREF _Toc361326718 h 5 HYPERLINK l _Toc361326719 2. 功能介紹及測試 PAGEREF _Toc361326719 h 8 HYPERLINK l _Toc36132672

5、0 2.1 通訊設(shè)置 PAGEREF _Toc361326720 h 8 HYPERLINK l _Toc361326721 2.2 超聲波測距 PAGEREF _Toc361326721 h 9 HYPERLINK l _Toc361326722 2.2.1功能說明 PAGEREF _Toc361326722 h 9 HYPERLINK l _Toc361326723 2.2.2 操作說明 PAGEREF _Toc361326723 h 9 HYPERLINK l _Toc361326724 2.2.3 程序流程 PAGEREF _Toc361326724 h 11 HYPERLINK l

6、_Toc361326725 2.3紅外線避障功能 PAGEREF _Toc361326725 h 13 HYPERLINK l _Toc361326726 2.3.1 功能說明 PAGEREF _Toc361326726 h 13 HYPERLINK l _Toc361326727 2.3.2操作說明 PAGEREF _Toc361326727 h 13 HYPERLINK l _Toc361326728 2.3.3 實現(xiàn)方法 PAGEREF _Toc361326728 h 15 HYPERLINK l _Toc361326729 2.3.4 程序流程 PAGEREF _Toc36132672

7、9 h 15 HYPERLINK l _Toc361326730 2.4 超聲波避障功能 PAGEREF _Toc361326730 h 16 HYPERLINK l _Toc361326731 2.4.1 功能說明 PAGEREF _Toc361326731 h 16 HYPERLINK l _Toc361326732 2.4.2 功能試驗操作說明 PAGEREF _Toc361326732 h 16 HYPERLINK l _Toc361326733 2.4.3 實現(xiàn)方法 PAGEREF _Toc361326733 h 18 HYPERLINK l _Toc361326734 2.4.4

8、程序流程 PAGEREF _Toc361326734 h 18 HYPERLINK l _Toc361326735 2.5 超聲波+紅外線避障功能 PAGEREF _Toc361326735 h 19 HYPERLINK l _Toc361326736 2.5.1 功能說明 PAGEREF _Toc361326736 h 19 HYPERLINK l _Toc361326737 2.5.2 操作說明 PAGEREF _Toc361326737 h 19 HYPERLINK l _Toc361326738 2.5.3 實現(xiàn)方法 PAGEREF _Toc361326738 h 21 HYPERLI

9、NK l _Toc361326739 2.5.4 程序流程 PAGEREF _Toc361326739 h 21 HYPERLINK l _Toc361326740 2.6 尋找火源 PAGEREF _Toc361326740 h 22 HYPERLINK l _Toc361326741 2.6.1 功能說明 PAGEREF _Toc361326741 h 22 HYPERLINK l _Toc361326742 2.6.2 功能試驗操作說明 PAGEREF _Toc361326742 h 22 HYPERLINK l _Toc361326743 2.6.3 實現(xiàn)方法 PAGEREF _Toc

10、361326743 h 23 HYPERLINK l _Toc361326744 2.6.4 程序流程 PAGEREF _Toc361326744 h 23 HYPERLINK l _Toc361326745 2.7 燈光控制 PAGEREF _Toc361326745 h 24 HYPERLINK l _Toc361326746 2.7.1 功能說明 PAGEREF _Toc361326746 h 24 HYPERLINK l _Toc361326747 2.7.2 功能試驗操作說明 PAGEREF _Toc361326747 h 24 HYPERLINK l _Toc361326748 2

11、.7.3 實現(xiàn)方法 PAGEREF _Toc361326748 h 26 HYPERLINK l _Toc361326749 2.7.4 程序流程 PAGEREF _Toc361326749 h 26 HYPERLINK l _Toc361326750 2.8 尋線功能 PAGEREF _Toc361326750 h 27 HYPERLINK l _Toc361326751 2.8.1 功能說明 PAGEREF _Toc361326751 h 27 HYPERLINK l _Toc361326752 2.8.2 功能試驗操作說明 PAGEREF _Toc361326752 h 27 HYPER

12、LINK l _Toc361326753 2.8.3 實現(xiàn)方法 PAGEREF _Toc361326753 h 28 HYPERLINK l _Toc361326754 2.8.4 程序流程 PAGEREF _Toc361326754 h 28 HYPERLINK l _Toc361326755 附錄：智能機器人傳感器變量匯總 PAGEREF _Toc361326755 h 30PAGE 491. 智能機器人概述智能機器人系統(tǒng)采用三片CPU，分別掛接不同傳感器，配合相應(yīng)程序，完成不同功能。1.1智能機器人硬件介紹1.1.1 概述系統(tǒng)主要由三片CPU、電機、LCD顯示屏、若干傳感器、接口、開關(guān)及

13、輔助電路構(gòu)成。與CPU1相連的接口及傳感器主要有遙控接收器、LCD顯示屏、LED指示燈、程序下裝口和通訊接口，配合程序完成遙控、編程、LCD顯示和通訊功能。與CPU2相連的接口及傳感器主要有超聲波傳感器、紅外避障傳感器、碰撞開關(guān)、震動傳感器、傾角傳感器、溫度傳感器、溫濕度傳感器、LED指示燈、程序下裝口和通訊接口，配合程序完成超聲波測距、紅外避障、溫濕度測量、編程和通訊等功能。與CPU3相連的接口及傳感器主要有電機、三軸加速度計、灰度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、煙霧傳感器、酒精傳感器、光線傳感器、顏色傳感器、LED指示燈、程序下裝口和通訊接口，配合程序完成機器人移動、尋線、尋找火源、編程和通訊等功能。

14、系統(tǒng)主要的硬件連接如圖1-1所示，其中，圖1-1(a)是未安裝傳感器時系統(tǒng)硬件連接圖，圖1-1(b)是整體硬件連接圖。圖1-1(a) 未安裝傳感器系統(tǒng)硬件連接圖1-1(b) 整體硬件連接1.1.2 電機的安裝 智能機器人系統(tǒng)采用兩個電機分別驅(qū)動兩個輪子，用戶可以對兩個電機分別進行控制，以完成前進、后退、轉(zhuǎn)彎等多種動作。電機的安裝如圖1-2所示：圖1-2 電機的安裝 安裝電機時，左側(cè)電機連接線與MOT1接口相連；電機連接線與MOT2接口相連；同時，注意三根連接線的顏色位置。1.1.3 LCD顯示屏的安裝 智能機器人系統(tǒng)可采用LCD顯示屏來顯示各個傳感器的數(shù)據(jù)，其通過連接線與接口板相連，安裝如圖1

15、-3所示：圖1-3 LCD的安裝 在安裝LCD顯示屏?xí)r，注意接口板上各個信號引腳與LCD上的各個信號引腳要一一對應(yīng)。1.2 智能機器人軟件介紹系統(tǒng)軟件部分包含CPU內(nèi)程序部分和上位機界面兩個部分。1.2.1 CPU內(nèi)程序CPU1作為主CPU，包含的程序如下：(1)LCD顯示程序，使數(shù)據(jù)在機器人上的顯示；(2)與上位機通訊程序，實現(xiàn)接收上位機命令、處理分解命令以及向上位機回送命令、傳感器配置信息和實時數(shù)據(jù)的功能；(3)與CPU2、CPU3通訊程序，用來向從CPU發(fā)送與接收命令和數(shù)據(jù)；(4)遙控程序，讀取遙控器按鍵編碼；(5)基本測試程序，通過向從CPU發(fā)送與接收的命令和數(shù)據(jù)，完成對傳感器各項功能

16、的基本測試；(6)電機速度設(shè)定程序，用來設(shè)定機器人電機的目標(biāo)速度；(7)各項功能程序，通過向從CPU發(fā)送與接收的命令和數(shù)據(jù)以及多種傳感器的配合，實現(xiàn)尋線、紅外避障、超聲波測距、紅外+超聲波避障、尋找火源等功能；(8)開放程序，用戶可通過調(diào)用從CPU的各項傳感器數(shù)據(jù)，配合自身設(shè)計的算法，實現(xiàn)相應(yīng)的功能。CPU2作為從CPU，包含的程序如下：(1)與CPU1的通訊程序，接收來自CPU1的命令和數(shù)據(jù)、并向CPU1發(fā)送請求數(shù)據(jù)；(2) 實現(xiàn)各種功能的程序，實現(xiàn)檢測傳感器數(shù)據(jù)功能，以及各傳感器的啟動、運行、讀取數(shù)據(jù)的功能。CPU3作為從傳感器，包含的程序如下：(1)與CPU1通訊程序，接收來自CPU1的

17、命令和數(shù)據(jù)、并向CPU1發(fā)送請求數(shù)據(jù)；(2) 實現(xiàn)各種功能的程序，實現(xiàn)檢測傳感器數(shù)據(jù)功能以及各傳感器啟動、運行、讀取數(shù)據(jù)的功能。(3)電機控制程序，根據(jù)CPU1的命令，實現(xiàn)對電機目標(biāo)速度的控制。為了方便用戶的自主開發(fā)，針對電機和LCD顯示屏，可按照如下方式進行控制：(1) 電機控制使用變量stMotor.SpeedLeft和stMotor.SpeedRight對左右電機進行控制，二者有四種取值：MOT_SPD_FULL、MOT_SPD_FAST、MOT_SPD_SLOW、MOT_SPD_ZERO，分別表示全速正轉(zhuǎn)、高速正轉(zhuǎn)、低速正轉(zhuǎn)和靜止。若需控制電機反轉(zhuǎn)，則用0減去相應(yīng)的取值即可。通過上述取

18、值的不同組合，可以實現(xiàn)前進、后退、轉(zhuǎn)彎等運動方式。電機控制的具體語句為(以全速前進為例)：.stMotor.SpeedLeft = MOT_SPD_FULL;stMotor.SpeedRight = MOT_SPD_FULL;stMotor.SpeedControl = FALSE;stUART2.CPU3SendMotorReq = TRUE;若用戶在程序中對電機進行操作，那么在程序的結(jié)尾處需要加入上述語句中的最后兩句，以使前述控制生效。(2) LCD顯示若用戶需用LCD對結(jié)果等數(shù)據(jù)內(nèi)容進行顯示，可采用如下語句格式：.sprintf(stLCD.Row1,格式,變量); /第一行顯示內(nèi)容，沒

19、有可刪除 sprintf(stLCD.Row2,格式,變量); /第二行顯示內(nèi)容，沒有可刪除 stLCD.ShowReq = 1; .在上述語句中，變量stLCD.ShowReq控制顯示方式，共有三種取值：一種是只顯示第一行，一種是只顯示第二行，還有一種是顯示兩行。格式在使用中用需要顯示內(nèi)容的輸出格式代替，如$PRINT Distance:%dmmn。1.2.2 上位機界面上位機界面分為通訊設(shè)置、傳感器設(shè)置、演示實驗和調(diào)試四個界面，如圖1-4、1-5、1-6和1-7所示，用戶可根據(jù)后續(xù)章節(jié)介紹了解上位機界面的操作。圖1-4 通訊設(shè)置圖1-5 傳感器設(shè)置圖1-6 演示實驗圖1-7 調(diào)試2. 功能

20、介紹及測試2.1 通訊設(shè)置PC 機與智能機器人需要通過通訊接口來實施控制。因此，需要在PC機上進行一定的配置。配置方法如下：（1）通過USB線連接PC機和智能機器人，將兩個開關(guān)撥到合適的位置。（2）在“計算機”上單擊右鍵，點擊“管理”，雙擊“設(shè)備管理器”，如圖2-1所示。 圖2-1 設(shè)備管理器（3）在“端口（COM和LPT）”中查看與智能機器人連接的通訊端口號，如圖2-2所示，此處的端口號為COM5（各PC機的端口號可能不同）。 圖2-2 通訊端口（4）在PC機上打開parasetup軟件。在通訊設(shè)置選擇端口號，此處為COM5，并點擊連接。此時窗口下方應(yīng)顯示“已連接COM5”。圖2-3 通訊配

21、置2.2 超聲波測距2.2.1功能說明測量位于機器人前方障礙物距機器人的距離，并顯示在計算機屏幕上，或顯示在機器人LCD顯示屏上。2.2.2 操作說明 (1) 安裝傳感器 該功能采用的傳感器為超聲波傳感器，安裝在接口板”SR04”處，如圖2-4所示：圖2-4 超聲波傳感器與智能機器人的連接 (2) 勾選傳感器設(shè)置中“超聲波測距”HC-SR04”項,如圖2-5所示，下裝傳感器配置至機器人，打開“演示實驗”中超聲波測距顯示，如圖2-6所示。圖2-5 超聲波測距傳感器配置圖2-6 超聲波測距顯示功能選擇2.2.3 程序流程圖2-7 超聲波傳感器測距程序流程圖圖2-8 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序流程圖圖2-9 顯示

22、距離程序流程圖圖 2-7 超聲波傳感器測距流程圖 圖2-8 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換流程圖圖2-9 顯示距離流程圖2.3紅外線避障功能2.3.1 功能說明在行進過程中探測位于機器人左前方或右前方的障礙物并有效地避開障礙物繼續(xù)前進2.3.2操作說明 (1) 安裝傳感器 該功能采用的傳感器為兩個紅外線避障傳感器，安裝在接口板”IR1”、 ”IR2”處，如圖2-10所示：圖2-10 紅外避障傳感器與智能機器人的連接(2) 在傳感器設(shè)置中勾選“紅外避障傳感器（左）”、“紅外避障傳感器（右）”，將設(shè)置下裝到機器人中，如圖2-11所示，并在“演示試驗”界面打開”紅外避障“，運行機器人，如圖2-12所示。圖2-11 紅外避

23、障傳感器配置圖2-12 紅外避障功能選擇2.3.3 實現(xiàn)方法機器人左右兩側(cè)各裝一個紅外線傳感器，分別控制左右兩側(cè)的電機，用于探測左前方及右前方的障礙物，若左前方有障礙物，則向左側(cè)電機發(fā)送信號，使左側(cè)電機快速轉(zhuǎn)動，右側(cè)電機速度為零，機器人右轉(zhuǎn)；若右前方有障礙物，則向右側(cè)點擊發(fā)送信號，使右側(cè)電機快速轉(zhuǎn)動，左側(cè)電機速度為零，機器人左轉(zhuǎn)；若左右兩側(cè)均有障礙物，則控制左側(cè)電機速度為零，右側(cè)電機快速轉(zhuǎn)動，機器人左轉(zhuǎn)；若左右兩側(cè)均無障礙物則左右兩側(cè)電機均快速轉(zhuǎn)動。2.3.4 程序流程 程序流程圖如圖2-13所示：圖2-13 紅外避障程序流程2.4 超聲波避障功能2.4.1 功能說明利用超聲波傳感器避開機器人

24、前方2.2m以內(nèi)的障礙物2.4.2 功能試驗操作說明 (1) 安裝傳感器 該功能采用超聲波傳感器和兩個紅外避障傳感器，安裝在接口板”SR04”處，如圖2-14所示：圖2-14 超聲波傳感器與智能機器人的連接(2) 在傳感器設(shè)置中勾選“超聲波測距HC-SR04“，將設(shè)置下裝到機器人中，如圖2-15所示，并在“演示試驗”界面打開”超聲波避障“，運行機器人，如圖2-16所示。圖2-15 超聲波避障傳感器配置圖2-16 超聲波避障功能選擇2.4.3 實現(xiàn)方法目的是利用超聲波傳感器探測障礙物的距離。當(dāng)障礙物的距離大于200cm時，保持小車原來的速度；當(dāng)障礙物的距離小于200cm時，使左側(cè)電機的速度為零，

25、右側(cè)電機的保持不變，從而避開障礙物。2.4.4 程序流程 程序流程圖如圖2-17所示圖2-17 超聲波避障程序流程2.5 超聲波+紅外線避障功能2.5.1 功能說明同時啟用超聲波和紅外線傳感器，避開前方一定距離內(nèi)的障礙物。2.5.2 操作說明 (1) 安裝傳感器 該功能采用的傳感器為超聲波傳感器和兩個紅外避障傳感器，其安裝位置為接口板”SR04” 、 ”IR1”、 ”IR2”處，如圖2-18(a)、(b)所示：圖2-18(a) 超聲波傳感器與智能機器人的連接圖2-18(b) 紅外避障傳感器與智能機器人的連接(2) 在傳感器設(shè)置中同時勾選“超聲波測距HC-SR04”、“紅外避障傳感器（左）”、“

26、紅外避障傳感器（右）”，將設(shè)置下裝到機器人中，如圖2-19所示，并在“演示試驗”界面打開”超聲+紅外避障“，運行機器人，如圖2-20所示。圖2-19 紅外+超聲波避障傳感器配置圖2-20 紅外+超聲波避障功能選擇2.5.3 實現(xiàn)方法利用超聲波傳感器探測障礙物的距離，當(dāng)距離大于220cm時，保持機器人全速行進；當(dāng)距離小于220cm時，利用紅外線傳感器探測障礙物的方位，若位于左側(cè)，使左側(cè)電機快速轉(zhuǎn)動，使右側(cè)電機停止轉(zhuǎn)動；若位于右側(cè)，使右側(cè)電機快速轉(zhuǎn)動，使左側(cè)電機停止轉(zhuǎn)動；若兩側(cè)均有障礙物，使左側(cè)電機停止轉(zhuǎn)動，右側(cè)電機快速轉(zhuǎn)動；若障礙物位于正前方，使左右兩側(cè)電機慢速轉(zhuǎn)動。2.5.4 程序流程 程序流

27、程圖如圖2-21所示低速前進是否是否是否是否是否是高速左轉(zhuǎn)結(jié)束低速右轉(zhuǎn)障礙距離大于1.5m且左右前方均無障礙障礙距離小于1.5m且左右前方均無障礙左右前方有障礙高速左轉(zhuǎn)右前方有障礙全速前進左前方有障礙高速右轉(zhuǎn)開始障礙距離大于2.2m且左右前方均無障礙否圖2-21 紅外+超聲波避障程序流程2.6 尋找火源2.6.1 功能說明使機器人尋找周圍環(huán)境中的火源2.6.2 功能試驗操作說明 (1) 安裝傳感器 該功能采用兩個火焰?zhèn)鞲衅?，安裝在接口板”Fire1” 、 ”Fire2”處，如圖2-19所示：圖2-19 火焰?zhèn)鞲衅髋c智能機器人的連接 (2) 在傳感器設(shè)置中同時勾選“火焰?zhèn)鞲衅鳎ㄗ螅?、“火焰?zhèn)鞲?/p>

28、器（右）”將設(shè)置下裝到機器人中，如圖2-20所示，并在“演示試驗”界面打開”尋找火源“，運行機器人，如圖2-21所示。圖2-20 尋找火源傳感器配置圖2-21 尋找火源功能選擇2.6.3 實現(xiàn)方法利用火焰?zhèn)鞲衅鞑杉車h(huán)境的信息，再將采集到的模擬信息通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量再進一步轉(zhuǎn)換成距離。若兩側(cè)火焰?zhèn)鞲衅鳒y得的距離均小于0.45m，則兩側(cè)電機速度均為零找到火源；若兩側(cè)距離大于0.45m，且兩側(cè)距離差小于0.1m，則兩側(cè)電機同速轉(zhuǎn)動，使智能機器人直線前進；若兩側(cè)距離大于0.45m且右側(cè)距離小于左側(cè)距離，保持右側(cè)電機轉(zhuǎn)速為零，左側(cè)電機保持轉(zhuǎn)動，機器人右轉(zhuǎn)，靠近光源；若兩側(cè)距離大于0.45m

29、且右側(cè)距離大于左側(cè)距離，控制左側(cè)電機轉(zhuǎn)速為零，右側(cè)電機保持轉(zhuǎn)動，機器人左轉(zhuǎn)，靠近光源。2.6.4 程序流程 程序流程圖如圖2-22所示圖2-22 尋找火源程序流程2.7 燈光控制2.7.1 功能說明 機器人根據(jù)周圍環(huán)境的光線強度，控制燈光的亮度。2.7.2 功能試驗操作說明 (1) 安裝傳感器 該功能采用光線傳感器，安裝在接口板”Light”處，如圖2-23所示：圖2-23 光線傳感器與智能機器人的連接 (2) 在傳感器設(shè)置中同時勾選“光線傳感器”，將設(shè)置下裝到機器人中，如圖2-24所示，并在“演示試驗”界面打開“燈光控制”，運行機器人，如圖2-25所示。圖2-24 燈光控制傳感器配置圖2-2

30、5 燈光控制功能選擇2.7.3 實現(xiàn)方法 機器人采集周圍環(huán)境中的光線強度，并將采集到的模擬量由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，通過比較環(huán)境光照強度和設(shè)定的閾值來控制各盞燈的亮滅。2.7.4 程序流程 程序流程圖如圖2-26所示圖2-26 燈光控制程序流程2.8 尋線功能2.8.1 功能說明讓機器人按照預(yù)定的軌跡行進。2.8.2 功能試驗操作說明 (1) 安裝傳感器 該功能采用灰度傳感器，安裝在接口板”Gray”處，如圖2-27所示：圖2-27 灰度傳感器與智能機器人的連接 (2) 在傳感器設(shè)置中同時勾選“灰度傳感器”，將設(shè)置下裝到機器人中，如圖2-28所示。并在“演示試驗”界面打開“尋線”，運行機器

31、人，如圖2-29所示。圖2-28 尋線功能傳感器配置圖2-29 尋線功能選擇2.8.3 實現(xiàn)方法利用灰度傳感器采集當(dāng)下軌跡的灰度值，灰度傳感器如圖2-30所示。機器人不斷采集5個位置的灰度，根據(jù)5個位置的灰度值控制機器人的運動 。圖 2-30 灰度傳感器位置圖2.8.4 程序流程程序流程圖如圖2-31所示否是是開始位置3為黑全速前進位置2為黑高速左轉(zhuǎn)位置4為黑高速右轉(zhuǎn)位置1為黑高速左轉(zhuǎn)位置5為黑高速右轉(zhuǎn)正在高速左轉(zhuǎn)高速左轉(zhuǎn)正在高速右轉(zhuǎn)高速右轉(zhuǎn)正在全速前進左轉(zhuǎn)結(jié)束是是是是是是否否否否否否否圖2-31 尋線程序流程圖 附錄：智能機器人傳感器變量匯總裝置使用變量變量類型變量范圍變量訪問方式變量含義安

32、裝說明溫度傳感器stTemp.t浮點型，精確到小數(shù)點后兩位只讀溫度值，單位為攝氏度CPU2 P25溫濕度傳感器溫度：stHumidity.t濕度：stHumidity.h浮點型，精確到小數(shù)點后兩位只讀溫度和相對濕度值，單位為攝氏度和百分比CPU2 P26灰度傳感器stGray.g1、stGray.g2、stGray.g3、stGray.g4、stGray.g5整型099只讀灰度值，數(shù)值越大，灰度越低即越白接口板Gray處火焰?zhèn)鞲衅髯髠?cè)：stFire.Left右側(cè)：stFire.Right浮點型，精確到小數(shù)點后兩位只讀與火焰的距離，單位為厘米接口板Fire1、Fire2處光線傳感器stLight

33、.d浮點型，精確到小數(shù)點后兩位099只讀光照強度，數(shù)值越大光照越強接口板Light處煙霧傳感器stSmoke.d浮點型，精確到小數(shù)點后兩位只讀煙霧濃度，單位為百分比接口板MQ2處氣體傳感器stAlcohol.d浮點型，精確到小數(shù)點后兩位099只讀酒精濃度，單位為ppm接口板MQ3處超聲波傳感器stUltrasonic.d整型只讀與前方障礙物距離，單位為毫米接口板SR04處紅外避障傳感器stIR.d整型四種取值：0 xf0、0 x0f、0 xff、0 x00只讀0 xf0：左前方有障礙0 x0f：右前方有障礙0 xff：左右前方有障礙0 x00：左右前方無障礙接口板IR1、IR2處傾角傳感器st

34、Tilt.d整型兩種取值：0 xff、0 x00只讀0 xff：有傾斜0 x00：無傾斜接口板Tilt處震動傳感器stQuake.d整型只有兩種取值：0 xff、0 x00只讀0 xff：有震動0 x00：無震動接口板Quake處顏色傳感器stColor.R、stColor.G、stColor.B整型0255只讀顏色的R、G、B三個分量值接口板Color處紅外遙控模塊stRemote.d整型十種取值：RMT_CODE_X，其中X取值為09只讀紅外發(fā)射鍵盤的鍵值接口板Remote處人體紅外傳感器stBody.d整型兩種取值：0 xff、0 x00只讀0 xff：有人體信號0 x00：無人體信號接

35、口板Body處附錄資料：不需要的可以自行刪除測量機器人測量機器人可實現(xiàn)對目標(biāo)的快速判別、鎖定、跟蹤、自動照準(zhǔn)和高精度測量，可 以在大范圍內(nèi)實施高效的遙控測量。使您在遙控測量操作中的那些煩惱成為歷史。該系統(tǒng) 由索佳新一代全站儀SRX和索佳超級目標(biāo)捕捉系統(tǒng)組成。 超級目標(biāo)捕捉系統(tǒng)由鏡站端可發(fā)射扇形光束的RC遙控器和測站端SRX系列全站儀上的光束探 測器組成；光束探測器能敏銳地感知RC遙控器所發(fā)出的瞬間光信號，并驅(qū)動全站儀快速地指 向目標(biāo)，對目標(biāo)進行精確照 準(zhǔn)和測量。系統(tǒng)內(nèi)置智能方 向傳感器可以判別和鎖定指 定目標(biāo)，實現(xiàn)對目標(biāo)的智能 跟蹤。 超級目標(biāo)捕捉系統(tǒng)驅(qū)動全站儀快速照準(zhǔn)棱鏡所在方位，并對目標(biāo)實

36、施 高精度的自動照準(zhǔn)和測量。超級目標(biāo)捕捉系統(tǒng)能夠驅(qū)動全站儀自動照準(zhǔn)和鎖定目標(biāo)棱鏡，測量過程中移動棱鏡時即使出現(xiàn)影響目標(biāo) 通視的障礙物（如建筑、樹木、汽車等物體），儀器也能鎖定目標(biāo)棱鏡，確保測量工作的正確進行。在 地形復(fù)雜的條件下作業(yè)時，測量人員只須注意腳下的路面，而不必太在意棱鏡的姿態(tài)。即使目標(biāo)棱鏡暫 時失鎖，只須在鏡站方發(fā)出搜索指令，儀器便可快速地重新鎖定目標(biāo)。 即使鏡站附近有其他反射棱鏡也不會產(chǎn)生誤測，超級目標(biāo)捕 捉系統(tǒng)會驅(qū)動全站儀鎖定和照準(zhǔn)正確的棱鏡。測量機器人1：測量機器人SRX儀器介紹:索佳超級測量機器人可實現(xiàn)對目標(biāo)的快速判別、鎖定、跟蹤、自動照準(zhǔn)和高精度測量，可以在大范圍內(nèi)實施高效

37、的遙控測量。使您在遙控測量操作中的那些煩惱成為歷史。該系統(tǒng)由索佳新一代全站儀SRX和索佳超級目標(biāo)捕捉系統(tǒng)組成。系統(tǒng)特點:高新技術(shù)的體現(xiàn)全站儀的新旗艦 新一代高精度測距技術(shù)RED-techEX 全球領(lǐng)先的突破性測角技術(shù) 支持多種通訊接口 完善的藍牙通訊技術(shù)。索佳超級測量機器人可實現(xiàn)對目標(biāo)的快速判別、鎖定、跟蹤、自動照準(zhǔn)和高精度測量，可以在大范圍內(nèi)實施高效的遙控測量。使您在遙控測量操作中的那些煩惱成為歷史。該系統(tǒng)由索佳新一代全站儀SRX和索佳超級目標(biāo)捕捉系統(tǒng)組成。 超級目標(biāo)捕捉系統(tǒng)由鏡站端可發(fā)射扇形光束的RC遙控器和測站端SRX系列全站儀上的光束探測器組成；光束探測器能敏銳地感知RC遙控器所發(fā)出的

38、瞬間光信號，并驅(qū)動全站儀快速地指向目標(biāo)，對目標(biāo)進行精確照準(zhǔn)和測量。系統(tǒng)內(nèi)置智能方向傳感器可以判別和鎖定指定目標(biāo)，實現(xiàn)對目標(biāo)的智能跟蹤。 超級目標(biāo)捕捉系統(tǒng)驅(qū)動全站儀快速照準(zhǔn)棱鏡所在方位，并對目標(biāo)實施高精度的自動照準(zhǔn)和測量。超級目標(biāo)捕捉系統(tǒng)能夠驅(qū)動全站儀自動照準(zhǔn)和鎖定 目標(biāo)棱鏡，測量過程中移動棱鏡時即使出現(xiàn)影響目標(biāo)通視的障礙物（如建筑、樹木、汽車等物體），儀器也能鎖定目標(biāo)棱鏡，確保測量工作的正確進行。在地形復(fù) 雜的條件下作業(yè)時，測量人員只須注意腳下的路面，而不必太在意棱鏡的姿態(tài)。即使目標(biāo)棱鏡暫時失鎖，只須在鏡站方發(fā)出搜索指令，儀器便可快速地重新鎖定目標(biāo)。 即使鏡站附近有其他反射棱鏡也不會產(chǎn)生誤測，

39、超級目標(biāo)捕捉系統(tǒng)會驅(qū)動全站儀鎖定和照準(zhǔn)正確的棱鏡。技術(shù)性能參數(shù):型號SRX1SRX2SRX3SRX5測角部光電絕對編碼掃描、對徑檢波度盤最小顯示 (可選)0.5 / 1, 0.1 / 0.2mg, 0.002 / 0.005mil1 / 5, 0.2 / 1mg, 0.005 / 0.02mil測角精度(ISO17123-3)1 / 0.3mg / 0.005mil2 / 0.6mg / 0.01mil3 / 1mg / 0.015mil5 / 1.5mg / 0.025mil自動雙軸液體補償雙軸液體傾斜傳感器，補償范圍：4超出補償范圍儀器發(fā)出風(fēng)鳴警告測距部紅色激光二極管、光電同軸、調(diào)制激光、

40、相位比較法測距測距范圍*1(斜距)無協(xié)作目標(biāo)*2(Kodak灰卡)0.3 500m (白色面, 90%反射系數(shù))0.3 250m (灰色面, 18%反射系數(shù))反射片RS90N-K: 1.3 500mATP1棱鏡1.3 1,000m單AP棱鏡1.3 5,000m ,良好氣象條件*3 : 1.3 6,000m精度無協(xié)作目標(biāo)2/*4(精測)0.3 200m: (3 + 2ppm x D)mm200 350m: (5 + 10ppm x D)mm350 500m: (10 + 10ppm x D)mm無協(xié)作目標(biāo)2/*4(粗測)0.3 200m: (6 + 2ppm x D)mm200 350m: (8

41、 + 10ppm x D)mm350 500m: (15 + 10ppm x D)mm棱鏡精測: (1.5 + 2ppm x D)mm5*精測:(2 + 2ppm x D)mm,粗測 : (5 + 2ppm x D)mm粗測: (5 + 2ppm x D)mm反射片精測:(3 + 2ppm x D)mm,粗測 ： (6 + 2ppm x D)mm自動跟蹤6脈沖激光和光學(xué)成像的CCD感應(yīng)器范圍ATP1棱鏡5 500m自動照準(zhǔn)脈沖激光和光學(xué)成像的CCD感應(yīng)器 ATP1棱鏡2 600m APO1棱鏡2 1,000m模式PC-RR3遙控裝置光束發(fā)射器,藍牙模塊，和磁性羅盤。光束發(fā)射器,藍牙模塊，和磁性

42、羅盤。范圍* 1(SRX和 RC-PR3的斜距)近距離模式2 100m*7,良好天氣以上 3: 2 to 150m遠距離模式2 250m* 8,良好天氣以上3: 2 to 300m * 2測量機器人2：GPT-9000A彩屏 WinCE測量機器人儀器介紹:彩屏 WinCE測量機器人采用最安全的1級激光，無棱鏡測距達2000m，再一次打破了無棱鏡測距的極限。系統(tǒng)特點: 采用最安全的1級激光，無棱鏡測距達2000m，再一次打破了無棱鏡測距的極限 配備自動追蹤，自動照準(zhǔn)功能和Windows CE操作系統(tǒng)；跟蹤速度達15/秒，可以用于幾乎所有的測量領(lǐng)域 紅色激光指向：裝有紅色、極小光點激光指示器，輕松

43、可知被測點位置，方便用戶定向或放樣作業(yè) XTRAC 棱鏡跟蹤技術(shù)：瞬間重捕跟蹤鎖定技術(shù) 拓普康第三代快速鎖定技術(shù) 快速鎖定技術(shù)和IR通訊技術(shù)的完美結(jié)合 高級系統(tǒng)設(shè)計：儀器端和反光鏡端均為無線連接 Windows CE操作系統(tǒng) 彩色觸摸屏幕 新型、超快速伺服馬達驅(qū)動 內(nèi)置無線電通訊系統(tǒng)：內(nèi)置2.4GHz SpSp無線電通訊系統(tǒng) 集成在儀器的側(cè)面板中 可選配用于FC-200 的RS電臺模塊 新型的FC-200野外控制器： 內(nèi)置藍牙無線通訊模塊 Inetl XScale 520MHz CPU Windows CE操作系統(tǒng) 彩色觸摸屏幕 可選配RS-1電臺模塊 真正無線連接的系統(tǒng)：GPT-9000A測

44、量機器人 FC-200野外控制器 RS電臺模塊 輕便的360棱鏡 功能強大的TopSURV 軟件技術(shù)性能參數(shù):儀器型號GPT-9001AGPT-9002A儀器型號GPT-9001AGPT-9002A角度測量微旋轉(zhuǎn)微旋轉(zhuǎn)控制（最小值為1秒）方法（水平/垂直）絕對法讀數(shù)（對徑）最大旋轉(zhuǎn)速度85/秒最小讀數(shù)0.5/11/5顯示器精度12類型3.5英寸TFT彩色顯示屏距離測量單面顯示測程觸摸屏無棱鏡模式（目標(biāo)：白墻）計算機單元在低亮度且無陽光1.5m250m/5m2000m(無棱鏡超長模式)操作系統(tǒng)WinCE.NET 4.2有棱鏡模式CPUIntel PXA255 400MHz單棱鏡（條件1）3，00

45、0mRAM64MB條件1：薄霧、能見度約20km，中等陽光，稍有熱閃爍ROM2MB(閃存ROM)+64MB（SD card）無棱鏡模式(漫反射表面)I/ORS-232串口1.5m250m(5mm)m.s.e.USB（B型）, 藍牙5.0m2000m(10mm+10ppmD)m.s.e.CF卡槽（型）有棱鏡模式（2mm+2ppmD)m.s.e.傾斜補償器最小讀數(shù)類型雙軸精測模式0.2mm/1mm方法液體式粗測模式1mm/10mm補償范圍6測量時間水準(zhǔn)器靈敏度精測模式 1mm:約1.2秒（首次3秒）圓水準(zhǔn)器10/2mm0.2mm:約3秒（首次4秒）長水準(zhǔn)器30/2mm粗測模式 10mm:約0.3秒

46、（首次2.5秒）電源1mm:約0.5秒（首次2.5秒）機載電池BT-61Q輸出電壓7.4伏自動跟蹤使用時間最大自動跟蹤速度15/秒角度和距離測量約4.5小時搜索范圍可由用戶定義僅角度測量約10小時自動跟蹤范圍8m1000m(單棱鏡)其他自動照準(zhǔn)精度2激光指向有伺服機構(gòu)防塵/防水等級IP54驅(qū)動范圍全方位旋轉(zhuǎn)工作環(huán)境溫度-20+50粗旋轉(zhuǎn)粗旋轉(zhuǎn)控制（7個速度可調(diào)）重量儀器6.9kg(含電池)，儀器箱4.5kg微旋轉(zhuǎn)微旋轉(zhuǎn)控制（最小值為1秒）尺寸338mm(高)212mm(寬)197mm(長)最大旋轉(zhuǎn)速度85/秒測量機器人3: GTS-900A測量機器人產(chǎn)品特點：彩屏 WinCE測量機器人 您工作

47、中最佳助手,配備自動追蹤，自動照準(zhǔn)功能和Windows CE操作系統(tǒng)，跟蹤速度達15/秒；可以用于幾乎所有的測量領(lǐng)域。系統(tǒng)特點：配備自動追蹤，自動照準(zhǔn)功能和Windows CE操作系統(tǒng)，跟蹤速度達15/秒；可以用于幾乎所有的測量領(lǐng)域。XTRAC 棱鏡跟蹤技術(shù)：瞬間重捕跟蹤鎖定技術(shù)拓普康第三代快速鎖定技術(shù)快速鎖定技術(shù)和IR通訊技術(shù)的完美結(jié)合高級的系統(tǒng)設(shè)計：儀器端和反光鏡端均為無線連接 Windows CE操作系統(tǒng) 彩色觸摸屏幕 新型、超快速伺服馬達驅(qū)動內(nèi)置無線電通訊系統(tǒng)：內(nèi)置2.4GHz SpSp無線電通訊系統(tǒng) 集成在儀器的側(cè)面板中 可選配用于FC-200 的RS電臺模塊新型的FC-200野外控

48、制器：內(nèi)置藍牙無線通訊模塊 Inetl XScale 520MHz CPU Windows CE操作系統(tǒng) 彩色觸摸屏幕 可選配RS-1電臺模塊真正無線連接的系統(tǒng)：GTS-900A測量機器人 FC-200野外控制器 RS電臺模塊 輕便的360棱鏡 功能強大的TopSURV 軟件技術(shù)指標(biāo)：儀器型號GTS-901AGTS-902A儀器型號GTS-901AGTS-902A角度測量顯示器方法（水平/垂直）絕對法讀數(shù)（對徑）類型3.5英寸TFT彩色顯示屏最小讀數(shù)0.5/11/5單面顯示精度12觸摸屏距離測量計算機單元測程操作系統(tǒng)WinCE.NET 4.2單棱鏡（條件1）3，000mCPUIntel PXA

49、255 400MHz條件1：薄霧、能見度約20km，中等陽光，稍有熱閃爍RAM64MB最小讀數(shù)ROM2MB(閃存ROM)+64MB（SD card）精測模式0.2mm/1mmI/ORS-232串口/USB（B型），藍牙/CF卡槽（型）粗測模式1mm/10mm傾斜補償器測量時間類型雙軸精測模式 1mm:約1.2秒（首次3秒）方法液體式 0.2mm:約3秒（首次4秒）補償范圍6粗測模式 10mm:約0.3秒（首次2.5秒）水平器靈敏度 1mm:約0.5秒（首次2.5秒）圓水平器10/2mm自動跟蹤長水平器30/2mm最大自動跟蹤速度15/秒電源搜索范圍可由用戶定義機載電池BT-61Q輸出電壓7.4

50、伏自動跟蹤范圍8m1000m(單棱鏡)使用時間自動照準(zhǔn)精度2角度和距離測量約4.5小時伺服機構(gòu)僅角度測量約10小時驅(qū)動范圍全方位旋轉(zhuǎn)其它粗旋轉(zhuǎn)粗旋轉(zhuǎn)控制（7個速度可調(diào)）激光指向有微旋轉(zhuǎn)微旋轉(zhuǎn)控制（最小值為1秒）防塵/防水等級IP54最大旋轉(zhuǎn)速度85/秒工作環(huán)境溫度-20+50重量儀器6.9kg(含電池)，儀器箱4.5kg尺寸338mm(高)212mm(寬)197mm(長)測量機器人4： TCA2003/1800全站儀產(chǎn)品描述： 令人不可致信的角度和距離測量精度，既可人工操作也可自動操作，既可遠距離遙控運行也可在機載應(yīng)用程控下使用，在精密工程測量、變形監(jiān)測、幾乎是無容許限差的機械引導(dǎo)控制等應(yīng)用領(lǐng)

51、域中無可匹敵。系統(tǒng)特點：世界上最高精度的全站儀：測角精度（一測回方向標(biāo)準(zhǔn)偏差）0.52，測距精度 1mm+1ppm 具有ATR功能的TCA2003/1800全站儀，把地面測量設(shè)備帶入了測量機器人的時代，并以性能穩(wěn)定可靠著稱 利用ATR功能，白天和黑夜（無需照明）都可以工作，合作目標(biāo)只是普通的反射棱鏡 具有激光對點器；可加配EGL導(dǎo)向光；配備RCS遙控器可組成單人測量系統(tǒng) 可通過GeoBasic工具，用戶可自開發(fā)機載應(yīng)用軟件；在GeoCOM模式下，通過計算機軟件的控制，可組成各種自動化測量系統(tǒng) 在測量辦公軟件SurveyOffice或Leica Geo-Office的幫助下，可把儀器內(nèi)PC卡上保

52、存的數(shù)據(jù)輕松地傳輸?shù)接嬎銠C中 廣泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程測量或變形監(jiān)測領(lǐng)域技術(shù)規(guī)格 ：型號TCA1800TCA2003TC2003角度測量距離測量（IR）馬達驅(qū)動自動目標(biāo)識別與照準(zhǔn)（ATR）導(dǎo)向光（EGL）可選可選可選遙控器RCS1100可選可選可選角度測量精度（ISO 17123-3）Hz, V10.50.5最小顯示單位10.1測量原理對徑絕對式連續(xù)測量補償器方式電子雙軸補償器補償范圍4設(shè)置精度0.3距離測量精度（ISO17123-4）精密模式/測量時間1mm+2ppm/3.0秒1mm+1ppm/3.0秒1mm+1ppm/3.0秒標(biāo)準(zhǔn)模式/測量時間1mm+2ppm/3.0秒

53、1mm+1ppm/3.0秒1mm+1ppm/3.0秒快速模式/測量時間3mm+2ppm/1.5秒跟蹤模式/測量時間5mm+2ppm/0.3秒最小顯示單位0.1 mm0.01 mm測程（一般大氣條件）圓棱鏡（GPR1）2500 m360棱鏡（GRZ4）1300 m 小棱鏡（GMP101）900 m反射片60mm60mm）200 m自動目標(biāo)識別與照準(zhǔn)（ATR）ATR/LOCK 測程（一般大氣條件）圓棱鏡（GPR1）1000 m / 500 m360棱鏡（GRZ4）500 m / 350 m最短測量距離5 m / 20 m精度/測量時間小于等于200 m時為1mm；大于200m時取決于角度測量精度/ 3-4秒最大速度（LOCK模式）切向（標(biāo)準(zhǔn)測距模式）在100 m處: 5 m /秒，在20 m處: 1 m /秒切向（跟蹤測距模式）在100 m處: 1 m /秒，在20 m處: 0.2 m /秒工作原理數(shù)字元影像處理（激光束）馬達驅(qū)動最大速度旋轉(zhuǎn)速度45/秒導(dǎo)向光（EGL）工作范圍（一般大氣條件）5 m 150 m精度定向精度在100處: 5 cm 機載應(yīng)用程序系統(tǒng)集成程序測站，目標(biāo)偏置，人工輸