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导盲机器人

韩雪峰  
【摘要】: 导盲机器人是为视觉障碍者提供环境导引的辅助工具。它属于服务机器人范畴,通过多种传感器对周围环境进行探测,将探测的信息反馈给视觉障碍者,帮助弥补他们视觉信息的缺失。世界上视觉障碍者数量众多,而他们只能用60%的感觉来获取经验。因而设计一款实用的导盲机器人来帮助视觉障碍者是十分重要的。 本文在综述国内外现有导盲辅助工具特点的基础上,确定了导盲机器人的总体方案。机器人行走机构采用1个舵轮和2个从动轮的轮式结构,舵轮由电机驱动,控制车体行进方向,机器人前进的动力由使用者提供。机器人采用单片机控制,配备视觉传感器、红外传感器、超声波传感器等检测环境信息,并具有语音提示功能。 引入有限状态机理论,运用MATLAB/Stateflow对导盲机器人的输入控制时序逻辑以及轨迹跟踪逻辑进行了建模与仿真,为下一步的实体样机的设计与改进提供了理论依据。设计了机器人的硬件电路,编写了控制程序,进行了图像反馈信息的处理。 研制了导盲机器人样机,进行了路面探测、障碍识别、轨迹跟踪、人机合作等导盲实验,并将实际运动数据进行分析,很好的验证了系统的可行性。


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