電商藝術(shù)中的色彩構(gòu)成研究

趙蘊真

摘 要：文章以創(chuàng)新應(yīng)用、智能服務(wù)為目的，在已實現(xiàn)作品“智能避障小車”的基礎(chǔ)上添加上層應(yīng)用“保姆服務(wù)”功能，不僅可實現(xiàn)端茶倒水、打掃衛(wèi)生等功能，還能智能防火防盜、安全預(yù)警，為建設(shè)智能家居、智慧城市添磚加瓦。

關(guān)鍵詞：智能保姆；智能小車；智能家居

中圖分類號：TP242文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A收稿日期：2017-12-06文章編號：2095-624X（2018）01-0081-01

隨著人工智能技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展，智能控制迎來了它的發(fā)展新時代。計算機(jī)控制與電子技術(shù)融合為電子設(shè)備智能化開辟了廣闊前景。因此，遙控加智能的技術(shù)研究、應(yīng)用都是非常有意義而且有很高市場價值的，這也是提高自己的設(shè)計和動手能力、培養(yǎng)和加強(qiáng)團(tuán)隊合作能力的一種方式。

實現(xiàn)智能保姆機(jī)器人的基礎(chǔ)是行動穩(wěn)定流暢的小車底盤，所以首先要完成的就是智能車的控制系統(tǒng)，然后再熟悉每個模塊的工作原理，調(diào)試其單獨情況下工作的穩(wěn)定性，最后再結(jié)合成一體調(diào)試總體的協(xié)調(diào)性，最終實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。

保姆機(jī)器人的核心控件就是仿生機(jī)械手臂。通過這個機(jī)械手臂可以模仿人手腕及手指的各種動作，從而實現(xiàn)抓舉。這些仿真關(guān)節(jié)的扭動是通過舵機(jī)轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)的。

一般來講，舵機(jī)主要由舵盤、減速齒輪組、位置反饋電位計5k、直流電機(jī)、控制電路板等組成。控制電路板接受來自信號線的控制信號（具體信號待會再講），控制電機(jī)轉(zhuǎn)動，電機(jī)帶動一系列齒輪組，減速后傳動至輸出舵盤。舵機(jī)的輸出軸和位置反饋電位計是相連的，舵盤轉(zhuǎn)動的同時，帶動位置反饋電位計，電位計將輸出一個電壓信號到控制電路板，進(jìn)行反饋，然后控制電路板根據(jù)所在位置決定電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向和速度，從而使目標(biāo)停止。

測速采用光電管或者霍爾傳感器來實現(xiàn)，而這些傳感器的待處理信號都是開關(guān)量也就是周期性的脈沖，故測速需要占用兩只定時器。測距離目前常用的有超聲波測距、紅外測距兩種，這兩種方案都至少占用一只定時器。電機(jī)調(diào)速采用PWM信號，如果采用定時器來產(chǎn)生PWM信號的話又需要占用一只定時器。及步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)節(jié)拍。STC89S52負(fù)責(zé)超聲測距通過串行口發(fā)送至STC12C5A60S2。主控芯片綜合處理各方面的信息，通過另一個串行口與PC機(jī)通信。

保姆機(jī)器人的打掃功能主要依托于一個有源的吸塵器，而清塵的軌跡規(guī)劃則需要在上位機(jī)上設(shè)置與調(diào)試，本項目的目標(biāo)是在上位機(jī)設(shè)置行動路徑去進(jìn)行“弓”字型吸塵，據(jù)實驗分析以這種路徑進(jìn)行清掃效果最佳，同時也大大解放了人力。上位機(jī)是指人可以直接發(fā)出操控命令的計算機(jī)，一般是PC，屏幕上顯示各種信號變化（液壓、水位、溫度等）。下位機(jī)是直接控制設(shè)備獲取設(shè)備狀況的計算機(jī)，一般是PLC/單片機(jī)之類。上位機(jī)發(fā)出的命令首先給下位機(jī)，下位機(jī)再根據(jù)此命令解釋成相應(yīng)時序信號直接控制相應(yīng)設(shè)備。下位機(jī)不時讀取設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)（一般模擬量），轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號反饋給上位機(jī)。

本項目中機(jī)器人使用的藍(lán)牙是HC-05，為主從機(jī)一體藍(lán)牙模塊，首先要實行設(shè)置模塊為從機(jī)模式，再與手機(jī)配對，通過手機(jī)藍(lán)牙串口助手來設(shè)置每一個ASCII碼所對應(yīng)小車的動作和力臂軌跡，最后寫入程序。

保姆機(jī)器人的避障用的是HC-SR04，這款超聲波模塊探測距離為2cm～450cm，完全適用于本項目機(jī)器小車底盤的避障，通過IO口觸發(fā)測距，給至少10us的高電平信號；模塊自動發(fā)送8個40kHz的方波，自動檢測是否有信號返回；有信號返回，則通過IO輸出一高電平，高電平持續(xù)的時間就是超聲波從發(fā)射到返回的時間。那么測試距離=（高電平時間×聲速（340m/s））/2。所以只需在主程序中調(diào)用超聲波函數(shù)即可完成避障拐彎。

本文設(shè)計的基于智能小車的保姆機(jī)器人可通過手機(jī)完成房間打掃、傳遞物體、端茶送水、SOS求救、環(huán)境溫度實時監(jiān)控，智能防火防盜安全預(yù)警等功能。其有兩大優(yōu)點：第一，穩(wěn)定快速的路徑規(guī)劃能力。用戶發(fā)出命令，保姆機(jī)器人可迅速判別自己當(dāng)時位置和目的地位置，考慮以上兩個位置的距離及之間存在的障礙物和行人等運動的物體，快速計算最佳路徑并在運動過程中實時規(guī)劃。第二，流暢的機(jī)械臂行動軌跡的規(guī)劃技術(shù)。智能保姆機(jī)器人實施某個動作時，從開始到結(jié)束整個過程的每個執(zhí)行步驟能夠保持流暢，速度僅稍慢于正常成年人。

參考文獻(xiàn)：

[1]潘元驍.基于Arduino的智能小車自動避障系統(tǒng)設(shè)計與研究[D].西安：長安大學(xué)，2015.

[2]仲朝亮.受生物啟發(fā)的移動機(jī)器人空間認(rèn)知及其導(dǎo)航[D].上海：華東理工大學(xué)，2015.

基金項目：2016年安徽省大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目（AH201612216019）。