復(fù)雜路線下機(jī)器人的三點(diǎn)三輪尋跡系統(tǒng)
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1．3 驅(qū)動(dòng)模塊
驅(qū)動(dòng)機(jī)器人行走的2個(gè)電機(jī)需要不同的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。選用的驅(qū)動(dòng)芯片為L(zhǎng)293D，它包含4個(gè)輸出通道，最大輸出峰值電流為1．2 A，能同時(shí)驅(qū)動(dòng)2個(gè)直流電機(jī)工作；其信號(hào)輸入端和使能端接收到來自單片機(jī)的信號(hào)，控制電機(jī)的通斷以及正、反轉(zhuǎn)，還可以通過向使能端輸入不同占空比的方波信號(hào)來調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速(PWM方式)。如圖2所示，IN端口接控制信號(hào)，OUT端口接電機(jī)的兩端，EN端口接使能信號(hào)。一組IN端口輸入為高／低或低／高電平時(shí)，能實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正／反轉(zhuǎn)。一組IN端口輸入均為高或低電平時(shí)，電機(jī)將停轉(zhuǎn)。EN使能端為高電平時(shí)，相應(yīng)端口輸入信號(hào)有效；反之，則輸入信號(hào)無效。在EN 端輸入PWM波，通過調(diào)整PWM波的占空比，即可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無級(jí)調(diào)速。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/163567.htm
2 尋跡控制
機(jī)器人尋跡控制示意圖如圖3所示，機(jī)器人采用前輪驅(qū)動(dòng)后輪輔助的三輪差動(dòng)式行走方式。車體前部?jī)奢喚鶠橹鲃?dòng)輪，由兩個(gè)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)，利用它們的轉(zhuǎn)速差來控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方向；后輪為從動(dòng)萬向輪，僅起著支撐車體的作用。車底板前部以車體中心線為軸線對(duì)稱放置著3個(gè)自制的紅外光電傳感器，作為機(jī)器人的尋跡傳感器。
機(jī)器人尋跡場(chǎng)地中除了黑線，其他區(qū)域均為白色。當(dāng)傳感器正下方為黑線時(shí)，輸出“0”狀態(tài)，當(dāng)其為白色區(qū)域時(shí)，輸出“1”狀態(tài)。因此，理論上3個(gè)傳感器輸出的組合狀態(tài)會(huì)有8種，如表1所列。每一種組合狀態(tài)都對(duì)應(yīng)著一種機(jī)器人下一步的行走動(dòng)作，共有前進(jìn)、左轉(zhuǎn)、快速左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、快速右轉(zhuǎn)、原地旋轉(zhuǎn)、停止7種動(dòng)作。
注：“+”指車輪向前運(yùn)動(dòng)，“-”表示車輪向后運(yùn)動(dòng)，“1．0”、“0．3”指的是控制相應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速的PWM波的占空比，可根據(jù)實(shí)際需要在程序中修改。
本機(jī)器人有著雙級(jí)轉(zhuǎn)彎的設(shè)計(jì)，即普通轉(zhuǎn)彎和快速轉(zhuǎn)彎。當(dāng)機(jī)器人對(duì)黑線的偏離量比較小時(shí)，使用普通轉(zhuǎn)彎，即兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪都向前運(yùn)動(dòng)，速度一大一小，依靠?jī)奢喌乃俣炔顏韺?shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎；而當(dāng)機(jī)器人偏離黑線較遠(yuǎn)時(shí)，使用快速轉(zhuǎn)彎，即兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪一個(gè)向前運(yùn)動(dòng)，一個(gè)向后運(yùn)動(dòng)，這樣能迅速實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。普通轉(zhuǎn)彎用于大半徑彎道、大角度折道，而快速轉(zhuǎn)彎則用于小半徑彎道和直角銳角折道等非平滑過渡路線。對(duì)于非封閉路線，還設(shè)計(jì)了原地旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作，來實(shí)現(xiàn)原路返回：一旦機(jī)器人小車走完全程，3個(gè)傳感器將均檢測(cè)到白色區(qū)域，輸出組合狀態(tài)“111”，此時(shí)一輪全速前進(jìn)，一輪全速后退，小車原地旋轉(zhuǎn)，直到掉過頭來傳感器檢測(cè)到黑線為止。
3 程序設(shè)計(jì)
程序設(shè)計(jì)時(shí)，采用匯編語(yǔ)言編程。其思路為：第1步，系統(tǒng)初始化后，讀取單片機(jī)P2口的值，然后對(duì)其P2．0、P2．1、P2．2按位取與，得到傳感器模塊的組合值。第2步，將得到的組合值與預(yù)定的值比較，若相等則執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，否則繼續(xù)比較，直到獲得正確的動(dòng)作。比較完全部動(dòng)作后，轉(zhuǎn)到第1步重新掃描傳感器的狀態(tài)值。
評(píng)論