基本信息
- 项目名称：
- 向导机器人
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 向导机器人是一种电子向导，可以在指定的陌生环境中给用户提供直接的导引。向导机器人给用户做向导的同时，还会根据自己运行的实际位置，利用自身携带的多媒体设备介绍当前位置附近用户可能感兴趣的信息。
- 详细介绍：
- 向导机器人采用运动小车作为基础平台，小车上安装有机载计算机系统，运行着向导软件和运动控制软件。向导软件负责与使用者进行沟通并规划小车的运动路线，在运行途中自动播放相关的多媒体资料向使用者反馈即时信息，运动控制软件负责小车的定位和避障，实现机器人自主运行。 向导机器人分为几个相对独立的模块：小车机电系统、机载计算机、运动控制软件和向导软件。 小车机电系统是机器人运动的基础，也是机器人其他设备、装置安装的承载平台，采用轮式运动小车结构，动力来自小车的驱动电机。 机载计算机是向导机器人的“大脑”，是机器人实现人工智能的硬件平台，机载计算机需要为人机交互、多媒体信息展示和线路规划等人工智能提供计算平台，同时也要为小车的运动、定位、避障等自动控制提供计算平台。为了使系统既能满足计算任务较繁重的人机交互、人工智能和多媒体演示需要，又能满足实时性较强的自动控制需要，系统采用PC机和嵌入式系统相结合的模式来实现，其中PC为人机交互、人工智能和多媒体演示服务，嵌入式系统为自动控制服务。 运动控制软件从向导软件获取控制信息，驱动小车的机电系统做出响应完成相应的动作。运动控制软件也实时采集各个传感器的信息，根据获取的信息作出必要的反应(如自动避障、修正小车行进中的误差等)；对机器人进行实时定位，并将位置信息反馈给向导软件。 向导软件分为人机交互、导航模块和多媒体演示模块。人机交互模块主要用来接受用户的指令。导航模块根据用户的指令为用户规划行进路线，并向运动控制软件发出运动指令；导航模块同时也接受来自运动控制软件的定位反馈信息，适时启动多媒体演示模块。多媒体演示模块运用多媒体技术向用户展示附近热点或相关其他信息，让使用者轻松捕捉到更为全面的环境信息。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 一个人在陌生的环境中常常无所适从，这时就非常需要向导的帮助。人担任向导需要耗费大量的人力；使用地图对用户有一定要求，而且交互不是很直接；使用多媒体终端往往数量有限、位置固定，用户难以在行进中寻求帮助。 向导机器人就是为了解决这一问题而研制的，基本思路是用一个可以自动行进的机器人担任向导引导用户到达目的地，机器人在行进的途中根据自身所处的位置向用户提供即时的信息，这些信息是附近热点或其他相关事物的多媒体信息，用户结合实际场景和多媒体展示，能够产生更深刻的体验，正确获取和利用向导机器人提供的信息。 本作品的创新点是用永不疲倦的机器人代替人做向导，在运动中伴随用户使用多媒体技术展示各种信息。 向导机器人使用轮式机器人作为承载平台，使用触摸屏作为人机交互界面，机载计算机可以展示多媒体信息。机器人可以自动行进、定位和避障，最大运行速度为1米/秒。
科学性、先进性
- 传统的向导是由向导人员直接带领或者利用地图来实现，较为先进的方法是通过一些多媒体终端向用户提供查询服务。但这些方法要么耗费人力、使用困难，要么不能和用户随时交互。 为了克服这些缺点，本作品采用机器人结合多媒体技术作为向导。目前机器人技术已经很成熟，机器人也广泛的运用到了科研、生产、服务等各个领域，利用现有的机器人技术完全可以实现向导功能。本作品使用自主运行的轮式运动小车作为载体，使用机载计算机对机器人的运动路径进行规划，实时控制运动方向，处理运动过程中的突发事件，这些功能就机器人向导功能的具体表现，也是本作品的重点和难点。 为了使机器人和用户有一个良好的人机交互界面，本作品使用触摸屏接受拥护的指令，采用多媒体技术向用户展示相关的信息。
获奖情况及鉴定结果
- 2009年6月在由安徽团省委、安徽省教育厅、安徽省科协和安徽省学联主办的第三届“挑战杯”合锻集团安徽省大学生课外学术科技作品竞赛中获大赛一等奖。
作品所处阶段
- 已制作成功验证模型，具有实际功能（实验室阶段）。
技术转让方式
- 设计方案转让。
作品可展示的形式
- 可以演示的实物模型。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本作品使用自动运行的行走机器人给用户提供向导服务，在提供引导的同时还可以使用多媒体技术向用户提供相关的信息。向导机器人的优势在于能够直接引导用户到达目的地，并且是根据实际场景提供介绍信息。 向导机器人适合在校园、车站、广场、公园、博物馆等公共场所提供向导服务，也可以为残疾人提供帮助。 在向导机器人上基础上改进可以产生很多衍生应用，例如安装上摄像头或其他监控设备，作为辅助的移动监控设备，移动的监控设备具有更好的监控效果，对破坏分子具有更强的震慑作用；机器人上安装无线网络接口，通过无线网络连接到因特网，作为移动信息点。
同类课题研究水平概述
- 电子向导一般都是固定平台，这些电子向导通常分布在一些流动人员较多的区域，但是这些电子向导无法跟随用户并连续提供引导信息。 移动向导装置主要有GPS一类的导航系统，但GPS只能在室外应用，通常只能提供一些大尺度的导航。另外便携式GPS一般基于嵌入式系统，系统资源有限，很难以多媒体形式提供大量的途中热点信息；基于PC的GPS系统一般重量都比较大，不能自动跟随用户，携带比较困难。 通过网络查询类似本作品的报道是韩国首尔地铁站使用的向导机器人，该机器人也采用自动行走结构，但是从报道来看其行走的主要目的是用来移动部署而非给用户提供直接引导。另外其主要应用目标是地铁站一类的场所。 本作品中机器人使用的轮式行走机器人属于成熟技术，向导机器人的机电结构也是采用直接购买的实验机器人平台。
