现场环境智能巡检机器人设计
基于图像识别的智能巡检机器人设计与实现
基于图像识别的智能巡检机器人设计与实现智能巡检机器人是一种利用图像识别技术来实现自主巡检的机器人。
它可以通过摄像头获取周围环境的图像，并通过图像识别算法对图像进行分析和处理，从而实现对设备、设施和环境的巡检和监测。
本文将详细介绍基于图像识别的智能巡检机器人的设计和实现。
一、引言智能巡检机器人是现代工业生产中的重要组成部分，它不仅能够减轻人力负担，提高巡检效率，还能够降低巡检过程中的安全风险。
而基于图像识别的智能巡检机器人通过利用计算机视觉和人工智能的技术，可以实现更精准、高效的巡检任务。
二、智能巡检机器人的设计与实现1. 硬件部分设计智能巡检机器人的硬件部分包括底盘、摄像头、电池等组件。
底盘通过电机驱动可以实现机器人的运动，摄像头用于拍摄巡检地点的图像。
电池作为机器人的能源来源，可以实现机器人的长时间工作。
2. 软件部分设计（1）图像获取与传输：机器人通过搭载摄像头来获取巡检环境的图像，并通过无线网络将图像传输到服务器端进行处理。
图像的传输需要保证实时性和稳定性，因此需要选择合适的传输协议和算法。
（2）图像处理与识别：服务器端接收到机器人传输的图像后，需要通过图像处理算法对图像进行处理和分析。
图像处理算法可以包括边缘检测、图像降噪等技术，以提取出图像中的关键信息。
然后，通过图像识别算法，可以对关键信息进行分类和识别，判断设备状态是否异常。
（3）报警系统：当机器人检测到设备状态异常时，服务器端会触发报警系统，通过推送警报信息给操作人员，提醒其及时处理异常情况。
报警系统可以通过邮件、短信、App等方式进行推送，以保证操作人员能够及时响应。
3. 算法选择与优化为了实现精准的图像识别，需要选择适合巡检任务的算法并进行优化。
常用的图像识别算法包括神经网络、卷积神经网络、支持向量机等。
根据巡检对象的特点和巡检任务的需求，选择合适的算法，并进行针对性的优化，以提高识别准确率和效率。
4. 系统整合与测试在完成硬件和软件设计后，需要进行系统整合和测试。
基于物联网的智能巡检机器人的设计与开发
基于物联网的智能巡检机器人的设计与开发近年来，随着物联网技术的不断发展和普及，智能巡检机器人成为了巡检领域的一项热门技术。
智能巡检机器人通过互联网、感知技术、机器视觉等技术手段，实现对设备设施的智能监控和巡检。
与传统的人工巡检相比，智能巡检机器人具有效率高、精度高、安全性强等优势，广泛运用于机场、水利、能源等领域。
本文将介绍基于物联网技术的智能巡检机器人的设计与开发。
一、智能巡检机器人的基本功能智能巡检机器人主要包括：导航和定位、物体识别与分类、环境感知、智能控制与决策等方面的技术。
具体包括以下功能：1.导航和定位：智能巡检机器人必须具备导航和定位的功能，才能在巡检区域内自主行走。
该功能一般采用激光雷达、视觉传感器等技术实现。
2.物体识别与分类：智能巡检机器人必须能够自主识别巡检区域内的设备或器材，并根据巡检任务要求进行分类。
该功能一般采用深度学习等技术实现。
3.环境感知：智能巡检机器人必须能够自主感知巡检区域内的环境信息，包括温度、湿度、光照等因素。
该功能一般采用传感器技术实现。
4.智能控制与决策：智能巡检机器人必须能够根据感知到的信息，自主分析判断和决策，并根据任务要求执行相应的控制动作。
该功能一般采用机器学习、智能算法等技术实现。
二、智能巡检机器人的系统设计与实现智能巡检机器人的整体架构通常包含硬件平台、嵌入式软件系统、云平台以及运维管理系统四个方面。
1.硬件平台：硬件平台是整个智能巡检机器人的物理实体，包括底盘、传感器、处理器、电池、通信设备等硬件部件。
硬件平台是实现巡检机器人功能的基础和保障。
2.嵌入式软件系统：嵌入式软件系统是智能巡检机器人的主要程序，控制机器人各个模块的运作。
该系统主要包括导航定位、物体识别与分类、环境感知、路径规划、控制决策等功能模块，同时需要考虑到系统的实时性、可靠性、可控性等方面的要求。
3.云平台：云平台是智能巡检机器人的后台管理系统，负责机器人的数据管理、任务调度、异常处理、数据分析等工作，同时也是后续的数据挖掘与应用的数据提供平台。
基于机器人技术的智能巡检系统设计与实现
基于机器人技术的智能巡检系统设计与实现智能巡检系统是一种基于机器人技术的自动化设备，可以应用于各种行业的巡检任务。
通过利用先进的感知、决策和执行能力，智能巡检系统能够实现高效、准确、安全的巡检工作。
本文将详细介绍基于机器人技术的智能巡检系统的设计与实现。
一、系统设计1. 硬件设备选择：在设计智能巡检系统时，首先要选择合适的硬件设备。
这包括机器人底盘、传感器、摄像头、运动控制系统等。
机器人底盘需要具备稳定性和灵活性，能够在不同地形和环境下进行移动。
传感器和摄像头可以用于检测和获取环境信息，包括距离、温度、湿度、图像等。
运动控制系统可以实现机器人的自主导航和路径规划。
2. 软件系统设计：智能巡检系统的软件系统设计包括感知、决策和执行三个核心模块。
感知模块负责获取传感器和摄像头的数据，并对环境信息进行处理和分析。
决策模块基于感知模块的数据进行决策，确定巡检路径和任务。
执行模块根据决策模块的指令，控制机器人进行移动、巡检和数据采集。
3. 数据处理和存储：智能巡检系统需要对感知模块获取的数据进行处理和存储。
数据处理可以包括特征提取、数据融合和算法分析等，以便于后续的巡检任务和故障诊断。
数据存储可以采用云端或本地存储的方式，保证数据的可靠性和安全性。
4. 用户界面设计：为了方便用户操作和监控智能巡检系统，需要设计用户界面。
用户界面可以包括控制台、监控图像和数据显示等。
通过用户界面，用户可以实时监控巡检任务的进度和状态，以及获取巡检数据和报告。
二、系统实现1. 传感器数据采集：智能巡检系统通过传感器获取环境数据，包括距离、温度、湿度等。
传感器数据的采集可以通过传感器模块实现，例如激光雷达、红外传感器等。
采集到的数据将用于后续的环境分析和决策。
2. 自主导航与路径规划：智能巡检系统需要具备自主导航和路径规划的能力。
通过利用机器人底盘上的运动控制系统和地图构建算法，系统可以实现自主导航和路径规划。
系统会根据环境信息、巡检任务和路径约束等因素，确定最优的巡检路径。
智能巡检机器人系统的制作方法
智能巡检机器人系统的制作方法近年来，智能巡检机器人的显现大大提高了工业自动化生产效率。
在现代工业制造领域广泛应用的智能巡检机器人是一种新兴的自动化设备。
本文将介绍智能巡检机器人系统的制作方法。
一、系统要求智能巡检机器人重要用于检测制造厂内的设备，由于利用了视觉和声音传感器，所以实时监控和操作都将变得简单和简单。
系统要求如下：1. 机器人应当能够自主移动在工厂内的不同区域2. 机器人应当能够实时监测设备的工作情形3. 机器人应当能够记录检测的结果用于进一步的数据分析4. 机器人应当能够对检测到的问题适时地通知人员二、选材机器人系统的核心是运动，所以要选用一些高品质的电机和电子元件。
整个掌控系统需要大量的计算和合理的反馈，所以单片机通常都是这样的项目内最流行的掌控器。
三、组装流程1. 框架设计首先，需要设计系统的框架和轮子大小。
外层需要搭建一个硬架子可以保护机器内部的电子元件。
设计之前需要分析待测区域和探头可能涵盖的范围以及机器人能够到达的高度。
设计时确保机器人可以自主移动和使用全部的传感器。
2. 机箱设计机箱设计应当优先考虑安全性和耐用性。
电子元件需要保持肯定的距离，并且需要设计对开放区域的安全隔离。
针对每一个装置，如相机、传感器和掌控单元都需要有本身独立的电子部件。
3. 传感器的使用机器人需要用多种传感器进行检测。
例如，用声音传感器监测设备的噪音水平、长袖衫传感器检测四周的气味、摄像头和激光传感器来检测设备的运转情况。
4. 机器人的动力机器人通常使用电池进行动力供应，因此需要充足的容量，以确保机器人的稳定和运作时间。
此外，需要使用一些智能充电解决方案。
5. 掌控单元机器人运动和行为的完全掌控离不开一个计算单元。
可以通过使用微处理器或单片机来实现。
掌控单元还可以通过数码管或语音播报来显示检测到的数据。
6. 数据的测量和管理最后，系统应当能够收集、存储、管理和分析取得的数据。
假如分析结果指示设备正在故障，则掌控中心需要适时通知工程师进行修复。
基于机器人技术的智能巡检系统设计
基于机器人技术的智能巡检系统设计智能巡检系统设计是目前许多工业领域所面临的重要挑战之一。
随着科技的进步，人们对于提高生产效率和质量控制的需求越来越大。
在传统的巡检流程中，需要大量的人力和时间，而且容易出现疏漏和错误。
基于机器人技术的智能巡检系统设计成为解决这一问题的有效途径。
基于机器人技术的智能巡检系统设计旨在利用机器人的优势，实现自动化、高效率的巡检过程。
该系统的设计涵盖了机器人的硬件和软件部分，以及与巡检任务相关的数据管理和分析部分。
在硬件方面，智能巡检系统的设计需要选用适合巡检任务的机器人平台。
机器人平台应具有稳定的移动能力、高精度的感知能力以及多样化的巡检工具。
例如，可以选择具有轮式移动和自主导航能力的无人巡检车，配备激光雷达和摄像头等传感器，以及可更换的工具设备，如热成像仪和气体检测仪。
同时，应考虑机器人的能源供应和持久度，以保证长时间的巡检任务完成。
在软件方面，智能巡检系统的设计需要实现机器人的智能化控制和决策。
机器人应具备自主导航和路径规划的能力，能够根据预设的巡检区域和路径自动完成巡检任务。
此外，机器人还应能够实时感知和理解巡检环境的变化，及时做出相应的决策，如避障和改变巡检策略。
为了提高机器人的自主性和智能性，还可以采用深度学习、机器视觉和自然语言处理等人工智能技术。
在数据管理和分析方面，智能巡检系统的设计需要确保有效收集和处理巡检过程中产生的大量数据。
机器人可以通过传感器收集到各种巡检数据，如图像、温度、振动等。
这些数据需要进行实时监测和存储，方便后续分析和故障预测。
同时，还可以利用数据分析技术，通过对巡检数据的模式识别和异常检测，及时发现潜在的问题和风险。
此外，智能巡检系统还可以与企业的信息系统进行集成，以实现与其他管理系统的数据交换和共享。
智能巡检系统的设计不仅仅满足了自动化和高效率的要求，还可以提高巡检过程的可靠性和安全性。
相比于传统的人工巡检，机器人巡检能够避免人为疏漏和错误，并且能够在危险和恶劣环境中进行任务执行。
基于人工智能的巡检机器人设计及实现
基于人工智能的巡检机器人设计及实现人工智能技术的快速发展使得机器人在各个领域的应用范围越来越广泛。
巡检机器人是其中的一种，它可以代替人类进行一些危险或者重复性较强、繁琐的任务，从而提高工作效率。
本文将介绍基于人工智能的巡检机器人的设计及实现。
一、巡检机器人的基本要求巡检机器人的基本要求包括自主导航能力、传感器技术、动力系统和控制系统。
首先，机器人应该具有自主导航能力，能够在复杂环境下实现自主巡检。
其次，机器人的传感器技术应该精细，可以检测出各种异常情况，如火灾、烟雾、气味、温度等。
第三，动力系统要可靠，电池寿命要长，整机的续航能力要强。
最后，控制系统应该精准可靠，可以实现对机器人的远程控制。
二、机器人的设计结构机器人分为本体和控制系统两部分。
本体包括底盘和传感器两个部分。
底盘负责机器人的行动，而传感器负责信息的获取。
控制系统包括微控制器和电脑两部分，其中微控制器负责控制机器人的行动，电脑负责接收传感器的数据并进行分析处理。
三、机器人的实现过程机器人的实现包括机械设计、电气设计、程序设计和测试验证四个步骤。
首先，进行机械设计，选择合适的底盘结构和传感器类型。
然后，在电气设计中进行电路设计，确定电机驱动等硬件选型。
接着进行程序设计，编写控制程序和传感器数据分析程序。
最后进行测试验证，对机器人进行全面的测试，确定机器人是否能够满足要求。
四、机器人的应用场景巡检机器人的应用场景比较多，如智能园区、机器房、仓库物流等。
这些场景中，机器人可以代替工作人员完成危险或者重复性较强、繁琐的任务，并且可以减少人工成本，提高工作效率。
五、机器人的未来展望目前，机器人技术已经逐渐成熟，未来机器人的应用前景也非常广阔。
尤其是在智慧城市建设中，巡检机器人将会是一个重要的组成部分。
从根本上来说，机器人的出现将会对人类的工作生活产生极大的影响。
六、结论基于人工智能技术的巡检机器人是未来发展的一个重要方向。
本文介绍了巡检机器人的基本要求、设计结构、实现过程、应用场景和未来展望等方面。
巡检机器人三维实景智能平台建设方案
异常检测等功能。
03
数据处理与传输
设计高效的数据存储与传输方案，将感知数据、控制指令等信息实时
传输至后台管理系统。
巡检机器人通信与交互设计
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无线通信
采用Wi-Fi、蓝牙等无线 通信技术，实现机器人与 后台管理系统的实时通信 。
人机交互
设计友好的人机交互界面 ，包括触摸屏、语音识别 等，方便用户对机器人进 行远程操控与任务下达。
03
三维实景智能平台设计
三维实景智能平台架构设计
架构概述
数据层
本平台采用先进的分层架构设计，包括数据 层、处理层和应用层。
负责数据的采集、存储和管理，包括三维实 景数据、传感器数据等。
处理层
应用层
进行数据处理、分析、挖掘和可视化等操作 ，包括实景建模、目标检测、路径规划等。
提供人机交互界面，方便用户进行任务下发 、实时监控和结果查看等操作。
对采集的数据进行 处理、存储和管理 。
三维实景智能平台技术选型
传感器技术
采用先进的传感器技术，如激光雷达、高 清摄像头等，实现高精度数据采集。
人工智能技术
采用深度学习、机器学习等技术进行数据 处理、路径规划和预警等操作。
计算机视觉技术
运用计算机视觉技术进行图像处理、目标 检测和识别等操作。
云计算技术
数据接口
开放数据接口，支持与其 他系统进行集成，如监控 系统、数据分析系统等。
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建设方案实施与部署
建设方案实施步骤与计划
• 第一步：需求分析与规划 • 确定巡检机器人三维实景智能平台的建设目标、功能需求和技术路线。 • 制定详细的项目计划，包括时间表、预算和资源需求。 • 第二步：设计与开发 • 基于需求分析和规划，进行平台的设计与开发。 • 开发环境搭建，包括硬件设备、软件开发工具和数据库。 • 第三步：平台测试与优化 • 对开发完成的平台进行全面的测试，确保平台的功能和性能满足要求。 • 根据测试结果对平台进行优化和改进。 • 第四步：部署与上线 • 将平台部署到实际运行环境中，并进行上线前的最后测试。 • 正式上线并启动项目。
基于机器视觉的智能巡检机器人设计
基于机器视觉的智能巡检机器人设计智能巡检机器人是利用机器视觉技术进行设计的一种自动化设备。
它能够代替人工进行巡检任务，通过搭载各种传感器和相机，实现对特定环境的监测和分析，并进行相应的处理和反馈。
本文将详细介绍基于机器视觉的智能巡检机器人的设计原理、功能特点和应用前景。
一、设计原理基于机器视觉的智能巡检机器人主要依靠计算机视觉技术来实现对环境的感知和理解。
其设计原理包括图像采集、图像处理、目标检测与跟踪、行为识别等几个关键环节。
首先，智能巡检机器人通过搭载高清相机或激光扫描仪等设备，对巡检区域进行图像或点云数据的采集。
采集到的数据经过处理和优化，进行图像降噪、图像增强、图像去畸变等操作，以提高图像的质量和准确度。
其次，机器人利用图像处理算法对采集到的图像进行分析和处理。
这包括特征提取、特征匹配、图像分割等操作，以获得图像中物体的位置、形状、颜色等特征信息。
然后，机器人通过目标检测与跟踪算法对图像中的目标进行实时检测和追踪。
这可以通过机器学习的方法，建立目标类别的模型，并对待检测的目标进行分类和定位。
同时，机器人可以通过跟踪算法，实现对目标在运动过程中的连续跟踪和定位。
最后，机器人通过行为识别算法对检测到的目标进行行为分析和判断。
例如，对工业设备进行故障检测，对人员的活动进行监测等。
同时，机器人还可以通过语音识别和语音合成技术，实现和人员进行交互和沟通。
二、功能特点基于机器视觉的智能巡检机器人具有以下功能特点：1. 自主导航能力：通过搭载导航传感器和地图构建算法，机器人可以在复杂的环境中进行自主导航，找到巡检路径并避开障碍物。
2. 高精度的目标检测与跟踪能力：机器人通过图像处理和机器学习算法，可以对图像中的目标进行高精度的检测和跟踪，识别出潜在的问题和隐患。
3. 快速故障诊断与预警能力：机器人可以对工业设备进行实时监测，通过图像处理和行为识别算法，识别出设备的异常行为或故障，并及时向相关人员发送预警信号。
巡检机器人三维实景智能平台建设方案
漏洞修复
平台应定期进行漏洞扫描 和修复，确保平台的安全 性。
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平台设计
架构设计
分布式架构
采用分布式架构，将系统分为数据采集、数据处理和数据展示三个 主要部分，以提高系统的可扩展性和稳定性。
高可用性设计
通过负载均衡和容错机制，确保系统在部分组件出现故障时仍能保 持较高的可用性。
模块化设计
将系统划分为多个模块，每个模块具有明确的功能和接口，便于维护 和升级。
结果分析
对测试结果进行深入分析，找出问题 的根本原因，并提出相应的改进措施 。
系统优化建议
功能优化
根据功能测试结果，对平台的功能进行优化和改进，提高平台的实用 性和易用性。
性能优化
根据性能测试结果，对平台的算法和数据处理方式进行优化，提高平 台的运行速度和稳定性。
安全性优化
根据安全性测试结果，加强平台的安全防护措施，提高平台的安全性 。
测试计划
制定详细的测试计划，包括测试时间、人员、设备、安全措施等。
测试结果与分析
功能测试结果
检查平台是否具备所有预期功能，并记 录存在的问题和缺陷。
安全性测试结果
检查平台的安全性，包括数据加密、 用户权限、漏洞修复等方面，并记录
存在的问题。
性能测试结果
评估平台的运行速度、响应时间、稳 定性等性能指标，并记录存在的问题 。
可扩展性
可维护性
平台应具备较好的可扩展性，能够根据实 际需求进行功能扩展和升级。
平台应具备较好的可维护性，方便对平台 进行日常维护和故障排除。
安全性需求
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数据安全
平台应采取有效的数据加 密、备份等措施，确保数 据的安全性和完整性。
基于机器视觉的智能巡检机器人系统设计与实现
基于机器视觉的智能巡检机器人系统设计与实现智能巡检机器人是一种基于机器视觉技术的自动化设备，可以应用于各种巡检任务，如工业设备巡检、安防巡逻、环境监测等。
本文将从设计和实现两个方面，探讨基于机器视觉的智能巡检机器人系统。
一、设计方面1. 系统架构设计：智能巡检机器人系统由机器人主体、机器视觉模块、导航系统和数据处理模块组成。
机器人主体是巡检机器人的物理实体，负责携带各种传感器和执行器进行巡检任务。
机器视觉模块主要包括相机、图像处理算法和目标检测算法，用于获取周围环境的图像并实现目标检测和识别。
导航系统使用SLAM（Simultaneous Localization And Mapping）算法实现机器人在复杂环境中的定位和路径规划。
数据处理模块负责接收和处理机器人获取的图像和传感器数据，提供决策和反馈。
2. 目标检测与识别算法：在机器视觉模块中，目标检测与识别算法是核心技术之一。
常见的目标检测算法包括基于深度学习的卷积神经网络（CNN）和基于特征的传统图像处理算法。
可以通过训练相应的数据集，使算法能够识别特定目标，并在实时图像中实现目标的检测和定位。
3. 导航与定位算法：为了使智能巡检机器人能够准确地导航和定位，需要采用鲁棒的导航与定位算法。
SLAM算法可以通过机器人自身获取的传感器数据进行实时地地图重建和定位，从而实现机器人在未知环境中的自主导航。
二、实现方面1. 硬件平台的选择：智能巡检机器人需要选择适合的硬件平台来搭载各种传感器和执行器。
在选择硬件平台时需要考虑机器人的尺寸、承载能力、电池续航能力等因素。
同时，为了实现图像采集和处理，需要选择高性能的相机和处理器。
2. 软件开发和算法实现：针对智能巡检机器人系统的各个模块，需要进行软件开发和算法实现。
软件开发方面主要包括机器人的控制系统、数据处理系统和人机交互界面。
算法实现方面需要使用常见的图像处理和深度学习框架，如OpenCV、TensorFlow等。
智能巡检机器人设计
link appraisement
王少成 于福超 刘明昆
沈阳航空航天大学自动化学院、创新创业学院
于福超，男，本科，测控技术与仪器专业。
基金项目：辽宁省大学生创新项目编号：201910143532
图1 机器人结构简图
计多应用于校园以及医院等工作单位巡检，该通信距离满足本系统所需要的适用范围。
模块采用邮票孔封装方式，可贴片焊接，方便客户嵌入应用系统之内。
GT－38无线串口通信模块能够满足系统需求实现多对一的传输方式，GT－38无线串口通信模块在同样空中波特率下能互相通信。
因此可实现多个巡检机器人图像以及定位信息的实时传输以及上位机对下位机的指令传达与路径信息传递。
巡检机器人控制系统路径规划
模糊控制运动模型的建立
该系统搭载两个超声波传感器以及两个红外传感器，通过机器人本体以及传感器检测到障碍物的方向信息，系
图2 电机驱动电路
图3 机器人工作环境条件分类图
图4 远近隶属函数障碍图
图5 角vθ度的隶属函数
图6 39/5000转弯半径α的隶属函数
图7 采用模糊综合控制前后效果对比图。
巡检机器人三维实景智能平台建设方案
该平台建设的目标是实现巡检工作的自动化、智能化、高效化和安全性，提高巡检的精度、效率和可靠性，降低巡检成本，改善巡检工作的环境和保障巡检人员的安全。
目标
定义与目标
智能巡检平台可以实现自动化巡检，减少人工干预，提高巡检的效率。
方案的重要性
提高效率
基于三维实景技术，可以实现高精度的信息采集和数据分析，提高巡检的精度。
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系统部署与测试
高性能服务器、光纤网络、稳定电源等基础设施。
硬件环境
包括操作系统、数据库、中间件等必要的软件支持。
软件环境
可靠的网络架构和稳定的网络带宽。
网络环境系统部署环境系统性能测试测试方法
采用压力测试、负载测试、稳定性测试等多种方法。
测试工具
使用专业的性能测试工具，如LoadRunner、Jmeter等。
数据备份
对数据进行压缩，以减小存储空间占用，同时可以降低数据传输速率。
数据压缩
数据存储策略
数据加密
采用加密算法对数据进行加密，防止数据泄露和非法访问。
数据安全措施
权限控制
对用户访问权限进行控制，防止未经授权的用户访问数据。
数据备份恢复机制
定期备份数据并建立恢复机制，确保数据安全可靠。
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界面设计
平台需具备智能诊断功能，可对设备故障进行早期预警和智能诊断。
性能需求
平台需具备良好的稳定性，确保长时间稳定运行，降低故障率。
稳定性
平台需具备良好的扩展性，可方便地扩展平台的功能和应用范围。
扩展性
平台需具备良好的高效性，能够快速处理和响应各种指令和数据。
高效性
平台需具备良好的兼容性，可兼容各种设备和操作系统。
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无人巡检机器人的设计与实现
无人巡检机器人的设计与实现随着科技的不断发展，无人巡检机器人已经成为了各行各业必不可少的设备之一。
在诸如石油、化工、电力、交通等领域中，巡检是一个非常重要的工作，也是一个危险性较高的任务，因为很多巡检工作都需要在极其恶劣的环境下进行，或者涉及到高空、高温、有毒等复杂环境，因此人类的安全是不能保证的。
因此，开发一种智能的、可靠的无人巡检机器人就显得尤为重要。
那么，一台高质量的无人巡检机器人需要满足哪些条件？首先，它需要具备足够的智能：能够自动避障、自主导航，能够根据不同的环境、不同的巡检需求，做出相应的反应和决策。
其次，它需要承受各种恶劣环境的考验，具备较高的抗震、防水、防爆等功能。
此外，在某些需要密切接触、甚至需要切换工作状态的情况下，还需要具备灵活多变的机械结构，能够执行各种复杂的机械动作。
而要想实现这样一个有着较为复杂要求的设备，不仅要有强大的科研能力，还需要涉及到机械、电子、软件、网络等方方面面的设计和开发。
具体而言，可以列举如下几个方面：一、机械设计机械设计是无人巡检机器人的核心要素之一。
机器人需要具备足够的稳定性、机动性和可靠性。
从机械角度来看，巡检机器人主要有以下组成部分：1.车体结构：车体结构是机器人的基本支撑部分，需要具备良好的承载能力和稳定性，能够在不平衡、复杂地形下维持平衡，避免发生倾斜，确保机器人安全稳定地行驶。
2.轮胎、履带：轮胎、履带是巡检机器人行驶的关键部分，需要具备较好的耐磨损性、良好的抓地性和防滑性能，能够适应各种地形。
3.底盘及对各种特殊环境的适应性：机器人在巡检过程中需要适应不同的环境，比如高温、低温、水下环境等，需要在底盘设计上功夫。
4.机械臂：机械臂是巡检机器人的重要附属设备，它需要能够完成不同的操作，如获取样品、拍摄照片等。
二、电气设计电气设计是无人巡检机器人中的另一个重要元素，它主要负责机器人的能源管理、自主导航、控制传感器、数据采集等功能。
具体来说，主要涉及以下方面：1.电池管理：巡检机器人需要长时间持续工作，因此需要使用高容量的锂电池，电池管理是保障机器人稳定运行的基础。
智能巡逻机器人的设计与实现
智能巡逻机器人的设计与实现随着科技的不断发展，智能巡逻机器人正在逐渐成为安全领域的新宠。
一方面，这种机器人能够在灵活性和速度上远远超过人类警卫，提高了巡逻效率和安全性；另一方面，行动追踪、情报收集和预警机制等技术也能够为巡逻机器人提供更全面的服务和保障，使其具备更高的实用价值和适用范围。
一、背景和需求当前，在城市治安管理、边境巡逻、商业环境监控、工厂保安等领域，为了应对复杂多变的安全局势，智能巡逻机器人已逐渐替代了传统的人类巡逻方式。
在这些领域，巡逻机器人不仅能够准确识别潜在威胁和异常情况，而且能够快速反应和采取行动，确保场所的安全和稳定。
针对这一需求，我们决定设计一种可以适用于不同场所的智能巡逻机器人，以提高安全管理的效率和质量。
二、设计与实现智能巡逻机器人的设计与实现需要考虑以下几个方面：1.机器人的搭载和动力系统巡逻机器人要依托强有力的搭载和动力系统，才能在复杂的环境中保证稳定和灵活。
我们可以在机器人上搭载传感器、摄像头、红外线探测器等设备，同时采用电池或太阳能等动力源，确保机器人长时间的运行和使用。
2.人工智能系统巡逻机器人需要配备先进的人工智能系统，以识别和分析环境中的各种信息。
人工智能系统可以利用机器学习算法，自主学习和分析信息，预测和判断未来的动态情况，从而更有效地保障安全。
3.自主导航与路径规划在巡逻任务中，机器人需要具备自主导航和路径规划能力。
利用星座定位和避障算法，机器人可以避免冲撞障碍物，根据任务要求自动规划路径，并自主决策和响应环境变化。
4.行动追踪与情报搜集依托人工智能和高清摄像头，机器人可以识别和记录行动轨迹，实时收集并传输情报。
巡逻机器人还可以利用机器视觉和语音辨识等技术，实现对人物和事件的追踪和辨识，并以图像、声音等形式进行记录和传递。
5.实战应用测试设计和实现智能巡逻机器人后，需要进行实战应用测试，产生数据和反馈，以便更好地改进和完善机器人。
通过反复测试和演练，可以提高机器人在不同场所应用的适应性和灵活性，确保机器人具备高质量和可靠的安全管理能力。
智能巡查机器人系统设计
智能巡查机器人的系统设计摘要：智能移动机器人作为第三代机器人技术，已成为机械学、电子学、计算机技术、人工智能等学科的典型载体。
随着信息时代的来临和第三产业的蓬勃发展，高级形态的智能机器人从工业领域日益渗透到人们的日常生活中，并在工业制造、军事、科研、服务、娱乐等各领域彰显实力，具有着重大的军事和民用价值，其发展前途不可限量。
本文通过对现有机器人技术的研究与总结，在参考了现有模型的基础上设计了满足实验和实际工作要求的智能巡查机器人系统方案，并搭建了一个红外反馈为导航方式集避障和巡查功能的机器人控制系统。
本系统以AT89C51芯片为核心，采集前方障碍信息并对智能机器人进行控制，选用红外避障传感器检测智能小车前方的障碍物，并通过巡查机器人上搭载摄像机或其他辅助一起进入到人无法到达的地方，获取人类所需要的数据，如探寻未知洞穴的的温湿度及其变化，洞穴内的环境状况，放射性环境下放射性元素的的浓度等等，都是智能巡查机器人的功能。
该系统设计简单、成本低、实时性好，并且可根据人们需求，搭载不同的设备，有不同的巡查功能，满足人们的不同的需求。
关键词：智能机器人；巡查；多用途；避障；System Designing of Intelligent Inspection RobotAbstract：As the third generation of intelligent mobile robot robotics technology, it has become a typical vehicle mechanics, electronics, computer technology, artificial intelligence and other disciplines. With the advent of the information age and the vigorous development of the tertiary industry, an advanced form of intelligent robots from industry increasingly penetrated into people's daily lives, and demonstrated strength in all areas of industrial manufacturing, military, scientific research, services, entertainment, etc., with significant military and civilian value, and its development will thrive.Based on the existing robotics research and summarize, in reference to the existing model based on the design of intelligent inspection robot system solutions to meet the requirements of the experimental and practical work, and to build a feedback for the infrared obstacle avoidance and navigation sets inspections function robot control system. This system AT89C51 chip as the core, gathering in front of the barriers to information and intelligent robot control, use infrared obstacle avoidance sensors detect obstacles in front of the Smart car, and equipped with a video camera or other support by the robot on patrol together into one place can not be reached to obtain the desired human data, such as exploring unknown caves of temperature and humidity and changes in environmental conditions inside the cave, under the radioactive concentration of radioactive elements in the environment, etc., it is functional intelligent inspection robot. The system is designed to be simple, low cost, real time, and according to people's needs, equipped with different devices have different inspection functions to meet the different needs of people.Keywords：Intelligent-Robot,Perceive, Multipurpose, Avoidance.目录第1章绪论 (1)1.1选题背景及研究目的 (1)1.1.1选题背景 (1)1.1.2研究目的及意义 (1)1.2智能机器人国内外研究现状 (2)1.2.1国外研究现状 (2)1.2.2国内研究现状 (3)1.3本文研究内容 (3)第2章系统总体设计方案 (5)2.1系统总体方案 (5)2.2系统硬件电路的设计方案 (6)2.3系统软件设计方案 (6)第3章硬件电路设计 (8)3.1单片机单元 (8)3.1.1主控芯片的选择 (11)3.1.2单片机最小电路系统 (12)3.2电机控制单元 (14)3.2.1电机型号的选择 (14)3.2.1电机单元电路设计 (15)3.2.2 电机转速控制单元 (16)3.2.3 电机里程记录单元 (17)3.3传感器数据采集单元 (17)3.3.1传感器单元器件选泽 (17)3.3.2传感器单元电路设计 (19)3.4显示单元 (21)3.4.1显示单元器件选择 (21)3.4.2显示电路设计 (23)第4章系统软件设计方案 (24)4.1 系统软件设计 (24)4.1.1系统程序流程图 (24)4.1.2主程序设计 (25)4.2 电机驱动程序设计 (26)4.2.1电机驱动程序流程图 (26)4.2.2电机驱动程序设计 (27)4.3 测距模块程序设计 (29)4.3.1测距模块流程图 (29)4.3.2红外测距避障模块程序设计 (30)4.4 显示模块程序设计 (31)4.4.1显示模块流程图 (31)4.4.2显示模块程序设计 (31)第5章总结 (34)致谢 (35)参考文献 (36)附录1原理图 (37)附录2源程序 (38)第1章绪论1.1选题背景及研究目的1.1.1选题背景智能机器人是具有思维、感知和行动功学、人工智能，微电子学，光学，传感技术、材料科学仿生学等学科的综合成果。
轮式升降式智能巡检机器人的设计报告
轮式升降式智能巡检机器人的设计报告设计背景针对传统人工巡检工作量大、人力成本高、时效性低的问题，设计了一种可升降智能巡检机器人系统。
该设计的智能巡检机器人包括行动机构、从动机构、检测机构及无线充电机构，其通过结构设计能够保持运行结构平衡稳定，而且运动灵活性高，负载能力强，适应兼容性强；通过射频识别标记和霍尔传感器标记，可以做到准确实时的定位、充电及计算移动位移，速度加速度等物理数据。
同时通过双光谱MINI云台的多角度拍摄和热成像获取，加上各类检测传感器，提高了机器人整体的应用范围，更好地对不同场景进行实时检测，从而实现高清视频、红外热图像和环境数据采集等功能。
随着物联网、大数据、人工智能等技术的发展，机器人越来越充斥各行各业，机器人的市场和产业规模也越来越壮大。
在核电、火电、煤矿、化工、油田、冶金等行业中，巡检机器人的需求也越来越大。
这可能成为巡检机器人很快“上岗”的又一推动因素。
传统人工巡检盘点缺点有：工作量大、人手不够，时效性不高，人工巡检盘点费时费力，无法做到大数据计算分析提前预警，巡检盘点任务项目多、巡检盘点目标物活动速度快等因素导致巡检任务无法完成。
固定式监控盘点缺点：存在着一定范围的视觉盲点，人工巡检配合少量环境监控器监控的方式容易因监测不到位而造成部分设备缺陷或异常发展，甚至引发设备障碍和故障，影响电网安全供电。
相对于人工巡检，智能轨道巡检机器人具有可全天候运行和对恶劣环境的适应性更强的优势。
根据预先设定的巡检内容、时间、周期、路线等参数信息，自主启动完成例行巡检任务，根据报警级别、事项来源等分类存储并实现智能告警，有效的减轻运维人员工作量，提高巡检效率。
挂轨巡检机器人适用于室内或者厂房内，按架设的轨道行驶，无法自主导航、识别。
智能轮式可升降式巡检机器人具有高清视频、红外热图像和环境数据采集等功能，工作人员通过对信息进行综合分析得出稳定可靠的巡视结论，判断出设备是否安全。
当发现尝尽内的设备或监测目标有异常情况，工作人员可在第一时间查清问题原因，并采取相应措施。
变电站智能巡检机器人系统设计
变电站智能巡检机器人系统设计摘要：随着经济和电力行业的快速发展，针对变电站检修中危险系数高、劳动强度大等特点，设计了针对适用于变电站现场环境的智能巡检机器人，并对其控制系统的轮毂角度转向策略、电机启停策略、通信系统故障判断策略进行研究。
研究结果表明，机器人具有良好的运动性能，在变电站检修中具有一定应用价值。
关键词：变电站；巡检；智能机器人引言现代社会走进科技化、现代化发展阶段，机器人应用于实践工作阶段较为普遍，通过自动控制、智能学习等相关措施方法，高科技产业的发展进步由此得到保障，企业走向科技化的发展阶段，拥有自身的竞争优势特点。
巡检机器人应用于实践工作阶段，能够将变电站运行的稳定性、有效性不断提升，但从实践来看在巡检机器人应用阶段还存在诸多的问题，诸如通信系统的安全性、稳定性不足等情况，因此还需要开展针对性的探索分析，实现智能巡检机器人的优化应用。
1变电站智能巡检机器人的功能特点1.1定位导航巡检机器人利用定位导航的方式将激光视觉传感器应用起来，直接在目标路线上运行，经过定位之后，运维管理的精准度明显提升。
机器人在巡检阶段还能避开各类障碍问题，避免因失误而出现机身损伤的问题，从现场的路线、通道设置来看，不需要专门铺设轨道其整体运行也能按照计划目标进行[。
1.2视频记录机器人在运维阶段可以利用视频技术，将变电站内各类设施的运行状况等进行识别分析，在整个过程中机器人独立完成操作，无需人为参与其中，这样一来变电站的无人值守的工作目标也能顺利完成。
1.3噪声诊断机器人上装配期间拥有灵敏度高的拾音器，所以能够对变电站设备运行阶段的音频情况进行检测，经过回收、采集之后系统配有语音识别技术，是从源头开始控制周围环境影响，并将音频识别精准度提升的有效措施，能够检测设备运行状况的基本作用。
1.4红外检测巡检机器人在运行阶段，对视野范围内的各类设备器械等进行监测管理，在系统中能够将其温度显示出来，将各类温度处理数据有效应用，一些发热设备的诊断就能够按照计划目标进行。
基于机器视觉的智能无人巡检机器人设计(毕业设计)
基于机器视觉的智能无人巡检机器人设计摘要机器视觉技术在现代智能制造、智慧城市等领域得到广泛应用。
本文基于机器视觉技术，设计了一种智能无人巡检机器人，旨在提高巡检效率，降低劳动强度和事故风险。
本文介绍了机器视觉技术的原理和应用，介绍了巡检机器人的硬件设计和软件实现。
实验结果表明，本设计可以有效地检测目标物体，实现自主导航和避障，实现智能巡检。
关键词：机器视觉，智能巡检，无人巡检机器人，自主导航，避障AbstractMachine vision technology has been widely used in modern intelligent manufacturing, smart cities and other fields. Based on machine vision technology, this paper designs an intelligent unmanned inspection robot, aiming to improve inspection efficiency, reduce labor intensity and accident risk. This paper introduces the principle and application of machine vision technology, and introduces the hardware design and software implementation of the inspection robot. The experimental results show that this design can effectively detect target objects, realize autonomous navigation and obstacle avoidance, and achieve intelligent inspection.Keywords: machine vision, intelligent inspection, unmanned inspection robot, autonomous navigation, obstacle avoidance第一章绪论1.1 研究背景在现代工业制造、城市管理等领域，随着设备的复杂性和数量的增加，传统的巡检方式已经无法满足需求。
现场环境智能巡检机器人设计
现场环境智能巡检机器人设计张慧颖【摘要】针对复杂的现场环境，设计一种对现场生产环境进行巡检机器人系统。
该系统以ARM为核心器件结合多种传感器实现了现场环境温度、湿度、CH4、CO浓度等参数的检测；采用超声波传感器和红外传感器结合多传感器信息融合技术和模糊神经网络信息融合方法，成功实现了机器人在运行过程中灵敏感知障碍物并及时躲避。
系统中采用NRF905无线传输技术，实现了巡检机器人和远程控制台的无线通信。
经过测试表明，该巡检系统可以正常工作而且可以成功躲避障碍物，可以实现与上位机通信。
该系统具有结构简单、功耗低、测量准确、避障行驶安全、性能可靠等特点，具有广阔的应用前景。
%An intelligent inspection robot system was designed for the complicated field production environment. The sys⁃tem takes ARM as its core device,and combines multiple sensorsto detect the parameters of the site environment temperature, humidity,methane concentration and carbon monoxide concentration. The multi⁃sensor information fusion technology and fuzzy neural network information fusion method are combined with ultrasonic sensor and infrared sensor to perceive the obstacles sensi⁃tively and escape the obstacles timely during the process of robot running. The NRF905 wireless transmission technology is adopted in the system to realize the wireless communication between inspection robot and remote console. The test results show that the inspection system can work normally,avoid the obstacles successfully,and communicate with the host computer. The system has the characteristics of simple structure,low powerconsumption,accurate measurement,safe obstacle avoidancedriv⁃ing,reliable performance,and broad application prospect.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2016(039)018【总页数】4页(P135-138)【关键词】环境检测;多传感器信息;模糊神经网络;无线通信【作者】张慧颖【作者单位】吉林化工学院信息与控制工程学院，吉林吉林 132022; 长春理工大学电子信息工程学院，吉林长春 130022【正文语种】中文【中图分类】TN915-34;TP368.1近年来，随着科技与信息的高速发展，智能机器人技术也发生了日新月异的变化，机器人在工业、医疗、军事等领域得到了越来越多的应用。
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现场环境智能巡检机器人设计作者：***来源：《现代电子技术》2016年第18期摘要：针对复杂的现场环境，设计一种对现场生产环境进行巡检机器人系统。
该系统以ARM为核心器件结合多种传感器实现了现场环境温度、湿度、CH4、CO浓度等参数的检测；采用超声波传感器和红外传感器结合多传感器信息融合技术和模糊神经网络信息融合方法，成功实现了机器人在运行过程中灵敏感知障碍物并及时躲避。
系统中采用NRF905无线传输技术，实现了巡检机器人和远程控制台的无线通信。
经过测试表明，该巡检系统可以正常工作而且可以成功躲避障碍物，可以实现与上位机通信。
该系统具有结构简单、功耗低、测量准确、避障行驶安全、性能可靠等特点，具有广阔的应用前景。
关键词：环境检测；多传感器信息；模糊神经网络；无线通信中图分类号： TN915⁃34； TP368.1 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2016）18⁃0135⁃04Abstract： An intelligent inspection robot system was designed for the complicated field production environment. The system takes ARM as its core device， and combines multiple sensors to detect the parameters of the site environment temperature， humidity， methane concentration and carbon monoxide concentration. The multi⁃sensor information fusion technology and fuzzy neural network information fusion method are combined with ultrasonic sensor and infrared sensor to perceive the obstacles sensitively and escape the obstacles timely during the process of robot running. The NRF905 wireless transmission technology is adopted in the system to realize the wireless communication between inspection robot and remote console. The test results show that the inspection system can work normally， avoid the obstacles successfully， and communicate with the host computer. The system has the characteristics of simple structure， low power consumption， accurate measurement， safe obstacle avoidance driving， reliable performance， and broad application prospect.Keywords： environment detection； multi⁃sensor information； fuzzy neural network；wireless communication近年来，随着科技与信息的高速发展，智能机器人技术也发生了日新月异的变化，机器人在工业、医疗、军事等领域得到了越来越多的应用。
机器人涉及很多领域，如计算机领域、自动控制领域、机构学、传感技术、通信技术、人工智能以及仿生学等很多先进学科，因此，机器人的发展是现代科学技术的结晶。
针对复杂的现场生产环境，设计了一種对现场生产环境进行巡检机器人系统。
该机器人系统以单片机为微控制器，根据不同传感器的传感信号，可以实现现场环境检测；将多传感器信息融合技术和无线数据传输技术有机结合，实现了机器人的智能避障和远程控制台的无线通信。
系统不仅可以应用到特种领域，还可以广泛投入到民用行业，具有很高的商业价值[1]。
因此，该系统的研制和应用具有重要的研究价值和现实意义。
1 系统方案设计现场环境智能巡检机器人主要由环境检测模块、导航避障模块、运动控制单元和上位机平台四大部分构成。
整个设计包括电源管理系统设计；数据处理单元设计、环境探测单元设计、无线通信系统设计、避障导航系统设计、显示报警模块设计、运动控制单元模块设计，可以实现机器人在运行过程中避开障碍物并可以完成对复杂现场环境信息的检测。
为了对复杂的地形环境实现智能避障功能，在设计避障导航模块时选取超声波传感器和红外传感器联合探测，并结合多传感器信息融合技术和模糊神经网络信息融合方法；系统中采用NRF905无线通信技术完成机器人与上位机的远程通信，实现机器人的远程控制。
为了使巡检器人适用于更多的复杂环境，系统中采用履带机器人结构设计其主体框架结构[2]。
该系统的基本组成框图如图1所示。
系统工作原理是履带机器人根据不同传感器的传感信号，按照一定的规则来调整机器人的方位角和速度，使机器人在巡检过程中遇到障碍物实现智能避障。
智能机器人上带有的检测现场环境的传感器，可以实现现场环境的温度、湿度、CH4，CO气体浓度等参数测量，若测量结果超限时可以报警。
该系统还可以智能探测到人体，更具备实时将探测信息通过无线数据传输技术发送到远程主控中心等功能。
可以及时地了解现场环境，为指挥中心提供可靠信息；远程控制台可以通过无线遥控设备调整机器人状态，可以通过远程操作实现对巡检机器人的控制。
2 运动控制单元的设计检测机器人选用大功率RP5坦克车体作为底盘，并带有带电感的280直流减速电机和低噪音大扭力减速齿轮组。
具有动力性能强、底盘稳定性高、可原地转圈、转弯灵活等特点。
环境检测机器人的履带电机是直流电动机。
设计使用L293N芯片同时驱动直流与步进电机。
设计时，通过处理器配置PWM产生脉冲的方式来驱动直流电机的运转和调速[3]。
机器人运行的速度控制也是一个重点，设计时，采用霍尔片A3144的作为测速单元核心。
为了提高对传感器信息采集的准确性，提高其抗干扰能力，由霍尔器件电路部分输出后，经光电耦合后，成为转速计数器的计数脉冲。
传感器输出的信号和单片机的计数电路两个部分隔开，减少计数的干扰。
控制脉冲的计数时间，便可实现计数器的计数值对应的转速值。
霍尔测速电路连接电路如图2所示。
3 环境探测单元设计环境探测单元主要完成对生产现场环境进行检测及预警。
该探测单元以STM32单片机为核心器件，搭载SHT11传感器、MQ⁃4型CH4传感器、MQ⁃7型CO传感器和DSN⁃FIR800人体感应模块以及液晶显示器和语音报警模块等组成[4]。
结构框图如图3所示。
环境探测单元工作原理：传感器将采集到的环境信息送给单片机，单片机将送来的信号进行处理并通过无线通信模块发射给上位机，监测中心根据接收到的信息对生产现场进行实时监控并实现预警。
在本系统中，温湿度检测采用数字传感器SHT11实现，该传感器接口简单只需将串行接口SCK和DATA与单片机相连即可。
由于MQ⁃7对CO气体有很高的灵敏度，MQ⁃4对CH4灵敏度较高，设计时，选取MQ⁃7检测CO气体，MQ⁃4检测CH4气体浓度。
而MQ⁃4和MQ⁃7采集到的是模拟信号但是由于STM32内部自带两个A/D，所以设计电路时无需外加A/D即可完成转换。
检测机器人在特殊现场有时需要检测是否有人的存在，以便控制中心及时救援或采取行动等特殊任务。
人体探测电路设计采用DSN⁃FIR800型热释红外传感器完成。
4 避障导航系统的设计多传感器信息处理技术是对各个传感器的检测数据进行综合处理的过程。
单一传感器获得的环境信息可能是局部的、片面的，并且常常有不确定性和较大偏差，多信息处理技术就是为了更有效地处理、分析多个传感器的信息。
检测机器人要具有避障功能就必须能感知障碍物的存在，并判断周围障碍物的距离，单一传感器提供的数据不能在复杂多样环境下满足机器人对周围环境的感知要求，因此将多传感器信息处理技术用于检测机器人的避障系统中，有效提高了机器人的避障系统性能[5]。
如图4所示为多传感器信息处理系统结构。
系统根据所有传感器的全部信息进行计算和估计，因此传感器的选择是一个关键问题。
超声波有效测量值一般在30～400 cm之间，超声波测距的“盲区”为0～30 cm；而红外线传感器的探测距离范围一般在10～80 cm之间，因此红外传感器可以有效弥补超声波传感器测距存在的“盲区”。
传感器数量也是一个关键的问题。
如果传感器的数量太少，就不能全面反映现场的环境信息，所获得的信息也容易存在失真的问题。
如果传感器的数量太多，就会大大增加系统的复杂性与冗余性，使系统的执行能力变弱。
考虑到生产现场环境因素，选用超声波传感器和红外传感器混合使用的方法实现避障，采用三个超声波和三根红外线传感器，分别探测移动机器人左侧、正前方、右侧障碍物信息，其传感器的布局如图5所示。
T1～T3代表了超声波传感器的安放位置，S1～S3代表了红外传感器的安放位置。
这样布局可以全方位测得障碍物信息，环境检测机器人在遇到障碍物时能够及时调整方向方位。
在探测过程中，多超声传感器测距的串扰现象：当布置的多超声传感器共同工作时，就会带来传感器之间的串扰现象，导致测量结果不准确。
采用3路超声波依次循环发射的方法，避免相互间干扰[6]。
本文选用HC⁃SR04型超声波传感器设计避障电路。
采用I/O口TRIG触发测距，给至少10 μs的高电平信号；模块自动发送8个40 kHz的方波，自动检测是否有信号返回；有信号返回，通过I/O口ECHO输出一个高电平，高电平持续时间就是超声波从发射到返回的时间。
测试距离=（高电平时间×声速[）2]。
TRIG为控制端，ECHO是接收端。
超声波模块与红外传感器硬件电路如图6所示。
5 系统程序设计环境检测机器人系统是以单片机为控制器，对环境参数进行信息采集与勘测，实现对现场环境数据的检测。
整个系统主要控制程序有信号采集、数据处理、电机测速、避障导航、无线收发、显示及报警等程序。
系统以ARM平台采用C语言进行程序编写，编写时采用模块化思想便于后续改进。
5.1 避障导航程序设计机器人采用超声波传感器与红外线传感器相结合的方式。