Msp430F149单片机语音导盲机器人硬件系统设计(4)

菜单

1.2.2 移动式导盲机器人

目前，移动式机器人广泛应用于工厂自动化作搬运物件等方面。移动式机器人或自走式机器人一般都具有多种传感器、功能强大的主控器件及灵活的执行机构，使得机器人在复杂的环境中可以进行自主性的导航[3]，例如：位置估测、路径规划、轨迹追踪、障碍物闪避等复杂的功能。因此，就功能性而言移动式机器人只要在硬件和软件方面稍加改进，再加入人机交流模块，便可同样适用于导盲，如图1-1所示。

这类导盲机器人更适用于老年人，它的特点是系统功能非常强大，稳定性较强，有辅助行走的功能，对老年人及体弱者可以起到很好的支撑作用。但缺点也有很多，比如体积大，重量大，受限于路面状况，且其续航能力有限，最总要的是其造价昂贵，非普通消费者所能接受。所以这种导盲机器人普及性不高，也不适用于大部分视力障碍者。

移动式导盲机器人

图1-1 移动式导盲机器人

1.2.3 穿戴式行进辅具

NavBelt 是一种具有导航功能的腰带，由Borenstein与Koren共同发表，算是一具有移动式机器人功能的ETA。NavBelt的设计理念源自于移动式机器人与盲人两者在运动上的相似性。移动式机器人与盲人都具有执行运动和行进的能力，却也同样需要一个侦测系统和避障系统，侦测在行进路径上的障碍物并加以闪避。因此将移动式机器人的障碍物闪避系统(Obstacle avoidance system)直接穿载在盲人身上，盲人仅需半被动地接受障碍物闪避系统命令，但可提供比移动式机器人更灵活的行动能力，如图1-2所示。

1.2.4 引导式行进辅具

该类导盲机器的设计理念是在柺杖的末端接上一个下方装有导论的移动式平台，该平台上载有多种感测器和小型控制电脑。即是将原来的移动式机器人动力系统移除，仅保留智慧感测的部分。该结构特点是没有动力装置，充分减少机器的体积重量，大大提高机器的便携性。轮子柺杖的机构设计使得盲人不需要像穿戴式机器人那样拿着感测器对环境进行扫描大量的环境信息便可快捷的被获取。在心理层面上，可以给予盲人较大的安全感。导引式手杖的可以弥补目前柺杖、电子式行进辅具、移动式机器人以及穿戴式机器人的一些缺点，因此这样的设计理念在导盲机器人的研究方面具有相当大的潜力[2]。

1.2.5 国内研究现状

在国内导盲机器设备的研究普遍落后于国外，国内研究的主要方向都以手杖式导盲为主，如：北京理工大学研制的“导盲杖”及哈尔滨工程大学研制的室内导盲机器人，如图1-5、图1-6所示。

1.3 导盲机器人的发展趋势

随着机器人技术的不断发展和成熟，人们对机器人的需求已不仅仅满足于工业自动化生产，而把更多的注意力转移到为人类的生活服务上来。机器人的发展趋势是机器人的智能化，各种控制算法的开发与应用也为机器人的智能化提供了更多的实现方式。

导盲机器人作为服务机器人的一种，在外界环境复杂的情况下，要想使其控制方案更加优化、行进轨迹更加合理源`自*751~文·论^文`网[www.751com.cn，则引入更先进的传感设备、控制算法及执行机构是必然趋势。例如，模糊控制是以模糊集合理论为基础的一种新兴的控制手段，它是模糊系统理论和模糊技术与自动控制技术相结台的产物。模糊控制理论的提出是控制思想的一次深刻变革，它标志着人工智能发展到了一个新的阶段。未来将模糊控制等先进控制理论及算法应用在导盲机器人控制系统中，将是导盲机器人领域的一次变革[4]。总之，随着新的控制理论的出现及先进传感装置的研制，盲机器人在软硬、件上都会开拓出一个新的篇章。