智能灭火机器人的设计与实现

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1、万方数据第18卷第3期电子设计工程2010年3月V01．18No．3ElectronicDesignEngineeringMar．2010智能灭火机器人的设计与实现李小燕，陈帝伊，马孝义(西北农林科技大学水利与建筑工程学院电气系，陕西杨凌712100)摘要：根据国际灭火机器人的比赛规则，给出灭火机器人的软硬件设计。该系统硬件设计是以嵌入式ARM966E．S为核心，科学布置6个红外测距传感器，实现远红外火焰传感器组．能够快速精确检测环境。并采用双电源供电，直流电机驱动。而系统软件设计采用优化的避障、灭火算法。实验证明．该设计大大提高系统的实时性、快速性和可靠性。机器人

2、搜寻4个房间并完成灭火用时8S左右．达到国际先进水平。关键词：机器人；嵌入式系统；传感器；灭火机器人中图分类号：TP31l文献标识码：A文章编号：1674-6236(2010)03—005l—04Designandimplementationofintelligentfire-nghtingrobotLIXiao-yan。CHENDi-yi，MAXiao-yi(ElectricDepartmentofCollegeofWaterResourcesandArchitecturalEngineering，NorthWestA&FUniversity，Yansting71

3、2100，China)Abstract：Accordingtotheruleofinternationalfire—fightingrobotrace．theha”dw呲andsoftwaredesignofthefire-fight-ingrobota地presented．’nlehlLrdwal陀structureisbasedonembeddedARM966E-S．Sixinfrareddistancesen$ol暗a弛dis—tributedscientificallyandthesectiOHoffar-infraredflamesensolt篙isdes

4、ignedcreatively，whichrealizesthefunctionofde-teetingenvironmentquicklyandaccurately．Dualpowersupplysolutionisadopted，andDCmotoristakenfitsdriver．Theoptimizedalgorithmsforobstacle-avoidanceandfire·extinguishingareintroducedinsoftwaredesign．Theexperimentsshowthatthereal-timecapability，ra

5、pidityandreliabihtyofthesystemarelargelyimprovedbythisdesign．Therobottakeseightsecondstosearchforfourroonlflandfinishesfire．fighting．whichreachestheintemationaladvancedlevel．Keywords：robot；embeddedsystem；sensor；fire-fightingrobot近年来。随着科技的迅速发展．智能机器人的研究在实际应用中具有很大发展空间。机器人技术涉及人工智能、计算机视觉、自动

6、控制、精密仪器、传感和信息技术等领域，是一门综合性很强的学科。代表一个国家的高科技发展水平【-1。智能机器人是各国科学研究的重要方向删。机器人灭火比赛是近几年国内外广泛开展的一项机器人竞赛。本文针对基于嵌入式ARM9内核的智能灭火机器人系统进行优化设计。1系统硬件设计机器人灭火比赛的目的是在图l(尺寸单位：ram)所示的平面结构房子模型里。将蜡烛代替的火源随机地放于其中一间．要求机器人快速无碰撞找到火源并将其熄灭。为满足比赛的功能要求，本设计的灭火机器人硬件结构由控制器、传感器模块、电源模块、驱动模块、灭火装置以及声音模块等组成．其总体结构如图2所示。1．1嵌入式系

7、统由于该系统设计所用传感器较多，传感器系统在整个灭火过程中不断采集环境信息，故要求控制器的核心必须对实收稿日期：2009_07—24稿件编号：20090r7083基金项目：国家“863”计划(2006AAl00209)图1比赛场地平面图时任务具有很强的支持能力。因此。选用以嵌入式CPUARM966E—S为核心的STR91lFAM44控制器．该器件具有32位高端ARM9处理器。实时处理信息的能力强，处理速度为1．1MIPS／MHz，达到2倍以上ARM7处理器的处理能力嘲。为作者简介：李小燕(1985一)，女，四川成都人。研究方向：智能机器人。一5l一万方数据《电子