智能灭火机器人的设计与实现

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—０４

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Ｙａｎｓｔｉｎｇ７１２１００，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｕｌｅｏｆｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｆｉｒｅ—ｆｉｇｈｔｉｎｇｒｏｂｏｔｒａｃｅ．ｔｈｅｈａ”ｄｗ呲ａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅ

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Ｋｅｙ

ｗｏｒｄｓ：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

智能灭火机器人的设计与实现

作者：李小燕， 陈帝伊， 马孝义， LI Xiao-yan， CHEN Di-yi， MA Xiao-yi

作者单位：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

刊名：

电子设计工程

英文刊名：ELECTRONIC DESIGN ENGINEERING

年，卷(期)：2010,18(3)

1.Chen C;Morris S Visualizing evolving networks:Minimum spanning trees versus pathfinder networks 2003

2.杨莹;丁堃;许侃国际机器人科学知识前沿演化的可视化分析 2008

3.梁毓明;徐立鸿移动机器人多传感器测距系统研究与设计[期刊论文]-计算机应用 2008(06)

4.吕兆磊基于ARM9的智能小区嵌入式门禁控制系统的分析和设计[期刊论文]-安防科技 2009(01)

5.张翮;熊蓉一种全方位移动机器人的运动分析与控制实现[期刊论文]-浙江大学学报(工学版) 2004(12)

6.田国会家庭服务机器人研究前景广阔 2007(01)

7.马昕IEEE先进机器人学会议概况 2006(03)

本文链接：/Periodical_dzsjgc201003019.aspx