智能环境巡检机器人

   随着社会和科学技术的不断进步，自动化程度越来越高，智能巡检机器人作为智能电子与机械的交融体系其可在特定的场所完成指定的工作任务。巡检机器人应用了单片机原理与技术、传感器技术、通信原理、机械原理、数字图像采集技术与处理、检测信息等多种学科技术。机器人还可通过外部传感器感知外界状况和本身的状态，从而完成面向目标的自主运动和指定的任务。移动式机器人不仅在工业、国防、民用等方面起到越来越重要的作用，并且在探索人类思维与行为模式等智能领域方面都拥有十分重要的意义。移动式机器人与其它机器人相比，具有更为强大的“移动”性能。

   智能环境巡检机器人以STM32单片机最小系统为基础，搭载了电机驱动模块、 摄像头模块、激光雷达模块、蓝牙模块、超声波模块、人体检测模块、气体检测模块、上位机控制模块等，共同实现机器人的识别与巡检等功能。电机驱动模块为两个100W行星减速电机驱动两个承重轮，在另外两个全向轮的配合下实现机器人的全方位灵活移动。摄像头模块采用的Open Mv摄像头，程序由Python语言编写，图像识别技术使得应用领域更加广泛。激光雷达模块本身具有非常精确的测距能力，分辨率高，低空探测性能好，体积小。添加此设备后，大大提高了室内对机器人控制的精准程度，使路线规划更加合理，生成地图更为准确，保证机器人的精准移动。蓝牙模块主要实现上位机与机器人之间数据传输，把机器人自身形态的数据和机器人搭载的传感器的数据发送至上位机，还会将上位机发出的对机器人的控制指令传输给机器人，实现远程控制。此外，还搭载了MQ-2气体检测传感器，对多种气体有着较高的敏感度。人体检测模块为HC-SR501人体红外感应模块，可以有效的对是否有人接近机器人进行判断。超声波HC-SR04模块测距所需时间较短，测量精准，能及时发现障碍物，以免机器人撞到障碍物。机器人还拥有检测电池电量、检测陀螺仪XYZ三个坐标轴的平衡情况、检测电机速度等功能，可以把这些数据显示在OLED屏幕上。LabVIEW上位机可以向机器人发送信息 更新机器人的运动姿态，达到调节机器人的移动功能，同时LabVIEW上位机还能接收并显示气体检测模块、人体检测模块等模块工作判断之后的信息。

    本设计以无人车作为设计原型，由于我国机器人发展起步较晚，国外在无人车领域的研究成果相较于国内更为全面成熟，以谷歌和百度为例：谷歌在研发策略更偏向于学术推动、质量提升、合作性、国际化、多样化和专业化；而百度更偏向于市场推动和专业化。目前巡检机器人正在逐步走向成熟，本作品的突出亮点为“看得到”“找的准”及通过摄像头图像采集信息，将外来人员信息、仪表显示数据等发送给上位机时更有利于对图像的处理，用激光雷达设置定点、规划路线，使得机器人的移动和停止位置更加准确。智能环境巡检机器人基本组成是一套传感器系统和控制系统，针对定点放置报警器使用范围小和不灵活的缺点，本巡检机器人能够自由移动，任意设置监测点。这使其具有了很广阔的研发和应用前景。