ATmega16與PC機(jī)的移動(dòng)機(jī)器人定位系統(tǒng)研究

圖4　超聲波傳感器定位
　　根據(jù)余弦定理

所以有

其中θ′表示機(jī)器人位置相當(dāng)?shù)貥?biāo)1的角度變化。地標(biāo)的位置在機(jī)器人運(yùn)行軌跡的兩側(cè)。在機(jī)器人軌跡有2處定位誤差校正點(diǎn)。這些地標(biāo)位置確定，當(dāng)機(jī)器人靠近地標(biāo)時(shí)，可以用公式(10)求機(jī)器人精確坐標(biāo)。

3　算法實(shí)現(xiàn)步驟　　

Step1: ATmega16采集光纖陀螺儀數(shù)據(jù)，總線傳輸數(shù)據(jù)?！　?/SPAN>

Step2: 采集被動(dòng)碼盤數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)發(fā)送至CAN總線?！　?/SPAN>

Step3: PC機(jī)接收陀螺及碼盤數(shù)據(jù)，根據(jù)2.1節(jié)算法進(jìn)行機(jī)器人定位運(yùn)算；是否接受超聲波傳感器數(shù)據(jù)，接受超聲波數(shù)據(jù)程序轉(zhuǎn)Step4，不接受超聲波校正數(shù)據(jù)程序轉(zhuǎn)至Step1?！　?/SPAN>

Step4: 接受超聲波傳感器數(shù)據(jù)，進(jìn)行定位誤差校正；根據(jù)第2節(jié)算法，修正移動(dòng)機(jī)器人定位誤差，程序轉(zhuǎn)Step1。

4　實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析4.1　數(shù)據(jù)來(lái)源　　機(jī)器人實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地為地板磚地面。實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地坐標(biāo)及場(chǎng)地中地標(biāo)位置如圖5所示。在“*”位置進(jìn)行定位誤差校正。

圖5　實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地坐標(biāo)

4.2　結(jié)果分析　　

在上述工作場(chǎng)地用兩種不同的定位系統(tǒng)分別作了20次定位實(shí)驗(yàn)：定位系統(tǒng)1為單片機(jī)與PC間通信采用串口通信方式；定位系統(tǒng)2為本文所設(shè)計(jì)定位系統(tǒng)結(jié)果如表1所列。

表1　兩種定位系統(tǒng)定位結(jié)果對(duì)比

兩種定位方法因?yàn)閷?shí)驗(yàn)相同的定位算法，所以定位精度沒(méi)有太大區(qū)別。機(jī)器人在使用定位系統(tǒng)2的軟、硬件進(jìn)行定位時(shí)20次實(shí)驗(yàn)成功率100%；而定位系統(tǒng)1成功率只有90%，有兩次機(jī)器人飛車。

結(jié)語(yǔ)　　

本文詳細(xì)闡述了基于ATmega16和PC機(jī)的移動(dòng)機(jī)器人定位系統(tǒng)的電路與定位算法?；贑AN總線的定位系統(tǒng)工作的機(jī)器人能較可靠運(yùn)行；根據(jù)需要可以方便增添傳感器節(jié)點(diǎn)，而不改動(dòng)其他節(jié)點(diǎn)程序。