電商藝術中的色彩構成研究

趙蘊真

摘 要：文章以創(chuàng)新應用、智能服務為目的，在已實現(xiàn)作品“智能避障小車”的基礎上添加上層應用“保姆服務”功能，不僅可實現(xiàn)端茶倒水、打掃衛(wèi)生等功能，還能智能防火防盜、安全預警，為建設智能家居、智慧城市添磚加瓦。

關鍵詞：智能保姆；智能小車；智能家居

中圖分類號：TP242文獻標識碼：A收稿日期：2017-12-06文章編號：2095-624X（2018）01-0081-01

隨著人工智能技術、計算機技術、自動控制技術的迅速發(fā)展，智能控制迎來了它的發(fā)展新時代。計算機控制與電子技術融合為電子設備智能化開辟了廣闊前景。因此，遙控加智能的技術研究、應用都是非常有意義而且有很高市場價值的，這也是提高自己的設計和動手能力、培養(yǎng)和加強團隊合作能力的一種方式。

實現(xiàn)智能保姆機器人的基礎是行動穩(wěn)定流暢的小車底盤，所以首先要完成的就是智能車的控制系統(tǒng)，然后再熟悉每個模塊的工作原理，調(diào)試其單獨情況下工作的穩(wěn)定性，最后再結合成一體調(diào)試總體的協(xié)調(diào)性，最終實現(xiàn)預期目標。

保姆機器人的核心控件就是仿生機械手臂。通過這個機械手臂可以模仿人手腕及手指的各種動作，從而實現(xiàn)抓舉。這些仿真關節(jié)的扭動是通過舵機轉動來實現(xiàn)的。

一般來講，舵機主要由舵盤、減速齒輪組、位置反饋電位計5k、直流電機、控制電路板等組成。控制電路板接受來自信號線的控制信號（具體信號待會再講），控制電機轉動，電機帶動一系列齒輪組，減速后傳動至輸出舵盤。舵機的輸出軸和位置反饋電位計是相連的，舵盤轉動的同時，帶動位置反饋電位計，電位計將輸出一個電壓信號到控制電路板，進行反饋，然后控制電路板根據(jù)所在位置決定電機的轉動方向和速度，從而使目標停止。

測速采用光電管或者霍爾傳感器來實現(xiàn)，而這些傳感器的待處理信號都是開關量也就是周期性的脈沖，故測速需要占用兩只定時器。測距離目前常用的有超聲波測距、紅外測距兩種，這兩種方案都至少占用一只定時器。電機調(diào)速采用PWM信號，如果采用定時器來產(chǎn)生PWM信號的話又需要占用一只定時器。及步進電機步進節(jié)拍。STC89S52負責超聲測距通過串行口發(fā)送至STC12C5A60S2。主控芯片綜合處理各方面的信息，通過另一個串行口與PC機通信。

保姆機器人的打掃功能主要依托于一個有源的吸塵器，而清塵的軌跡規(guī)劃則需要在上位機上設置與調(diào)試，本項目的目標是在上位機設置行動路徑去進行“弓”字型吸塵，據(jù)實驗分析以這種路徑進行清掃效果最佳，同時也大大解放了人力。上位機是指人可以直接發(fā)出操控命令的計算機，一般是PC，屏幕上顯示各種信號變化（液壓、水位、溫度等）。下位機是直接控制設備獲取設備狀況的計算機，一般是PLC/單片機之類。上位機發(fā)出的命令首先給下位機，下位機再根據(jù)此命令解釋成相應時序信號直接控制相應設備。下位機不時讀取設備狀態(tài)數(shù)據(jù)（一般模擬量），轉化成數(shù)字信號反饋給上位機。

本項目中機器人使用的藍牙是HC-05，為主從機一體藍牙模塊，首先要實行設置模塊為從機模式，再與手機配對，通過手機藍牙串口助手來設置每一個ASCII碼所對應小車的動作和力臂軌跡，最后寫入程序。

保姆機器人的避障用的是HC-SR04，這款超聲波模塊探測距離為2cm～450cm，完全適用于本項目機器小車底盤的避障，通過IO口觸發(fā)測距，給至少10us的高電平信號；模塊自動發(fā)送8個40kHz的方波，自動檢測是否有信號返回；有信號返回，則通過IO輸出一高電平，高電平持續(xù)的時間就是超聲波從發(fā)射到返回的時間。那么測試距離=（高電平時間×聲速（340m/s））/2。所以只需在主程序中調(diào)用超聲波函數(shù)即可完成避障拐彎。

本文設計的基于智能小車的保姆機器人可通過手機完成房間打掃、傳遞物體、端茶送水、SOS求救、環(huán)境溫度實時監(jiān)控，智能防火防盜安全預警等功能。其有兩大優(yōu)點：第一，穩(wěn)定快速的路徑規(guī)劃能力。用戶發(fā)出命令，保姆機器人可迅速判別自己當時位置和目的地位置，考慮以上兩個位置的距離及之間存在的障礙物和行人等運動的物體，快速計算最佳路徑并在運動過程中實時規(guī)劃。第二，流暢的機械臂行動軌跡的規(guī)劃技術。智能保姆機器人實施某個動作時，從開始到結束整個過程的每個執(zhí)行步驟能夠保持流暢，速度僅稍慢于正常成年人。

參考文獻：

[1]潘元驍.基于Arduino的智能小車自動避障系統(tǒng)設計與研究[D].西安：長安大學，2015.

[2]仲朝亮.受生物啟發(fā)的移動機器人空間認知及其導航[D].上海：華東理工大學，2015.

基金項目：2016年安徽省大學生創(chuàng)新訓練項目（AH201612216019）。