作品名稱：智能環境巡檢機器人
學校名稱：唐山學院
參賽隊伍：智能
參賽學生：趙宇佳 王旭 程亞濤
指導老師：劉立偉
智能環境巡檢機器人
隨著社會和科學技術的不斷進步，自動化程度越來越高，智能巡檢機器人作為智能電子與機械的交融體系其可在特定的場所完成指定的工作任務。巡檢機器人應用了單片機原理與技術、傳感器技術、通信原理、機械原理、數字圖像采集技術與處理、檢測信息等多種學科技術。機器人還可通過外部傳感器感知外界狀況和本身的狀態，從而完成面向目標的自主運動和指定的任務。移動式機器人不僅在工業、國防、民用等方面起到越來越重要的作用，并且在探索人類思維與行為模式等智能領域方面都擁有十分重要的意義。移動式機器人與其它機器人相比，具有更為強大的“移動”性能。
智能環境巡檢機器人以STM32單片機最小系統為基礎，搭載了電機驅動模塊、 攝像頭模塊、激光雷達模塊、藍牙模塊、超聲波模塊、人體檢測模塊、氣體檢測模塊、上位機控制模塊等，共同實現機器人的識別與巡檢等功能。電機驅動模塊為兩個100W行星減速電機驅動兩個承重輪，在另外兩個全向輪的配合下實現機器人的全方位靈活移動。攝像頭模塊采用的Open Mv攝像頭，程序由Python語言編寫，圖像識別技術使得應用領域更加廣泛。激光雷達模塊本身具有非常精確的測距能力，分辨率高，低空探測性能好，體積小。添加此設備后，大大提高了室內對機器人控制的精準程度，使路線規劃更加合理，生成地圖更為準確，保證機器人的精準移動。藍牙模塊主要實現上位機與機器人之間數據傳輸，把機器人自身形態的數據和機器人搭載的傳感器的數據發送至上位機，還會將上位機發出的對機器人的控制指令傳輸給機器人，實現遠程控制。此外，還搭載了MQ-2氣體檢測傳感器，對多種氣體有著較高的敏感度。人體檢測模塊為HC-SR501人體紅外感應模塊，可以有效的對是否有人接近機器人進行判斷。超聲波HC-SR04模塊測距所需時間較短，測量精準，能及時發現障礙物，以免機器人撞到障礙物。機器人還擁有檢測電池電量、檢測陀螺儀XYZ三個坐標軸的平衡情況、檢測電機速度等功能，可以把這些數據顯示在OLED屏幕上。LabVIEW上位機可以向機器人發送信息 更新機器人的運動姿態，達到調節機器人的移動功能，同時LabVIEW上位機還能接收并顯示氣體檢測模塊、人體檢測模塊等模塊工作判斷之后的信息。
本設計以無人車作為設計原型，由于我國機器人發展起步較晚，國外在無人車領域的研究成果相較于國內更為全面成熟，以谷歌和百度為例：谷歌在研發策略更偏向于學術推動、質量提升、合作性、國際化、多樣化和專業化；而百度更偏向于市場推動和專業化。目前巡檢機器人正在逐步走向成熟，本作品的突出亮點為“看得到”“找的準”及通過攝像頭圖像采集信息，將外來人員信息、儀表顯示數據等發送給上位機時更有利于對圖像的處理，用激光雷達設置定點、規劃路線，使得機器人的移動和停止位置更加準確。智能環境巡檢機器人基本組成是一套傳感器系統和控制系統，針對定點放置報警器使用范圍小和不靈活的缺點，本巡檢機器人能夠自由移動，任意設置監測點。這使其具有了很廣闊的研發和應用前景。
