自学习循路的移动机器人模型设计与实现
摘要 : 介绍了一种具有自学习循路功能的轮式移动机器人模型的设计方法。该模型由两后轮作驱
动轮来控制前进速度和方向 ,并可在道路学习时以数据形式记录和存储两轮的瞬时速率 ,然后再由
微控制器 MCU输出控制信号来驱动后轮以实现道路的循迹。
关键词 :MCU; 机器人 ; 学习记忆 ; 循路
The Desi
g
n and Im
p
lementation of Self - Trackin
g
Robot
LI Ya-min
g
, LUO Jin
g
, WANGBai-min
g
Abstract :The method to desi
g
n the self - trackin
g
mobile robot model is introduced. The model can control the
s
p
eed and direction with two rear wheel , and can lo
g
and store the instantaneous s
p
eed of two rear wheel in the
formof data while stud
y
in
g
in the road , then drive the rear wheel with the out
p
ut of MCU so as to realize self -
trackin
g
.
Ke
y
words : MCU; robot ; stud
y
and memor
y
; trackin
g
随着科学技术的不断发展 ,机器人技术在航天、
海洋、军事、建筑、交通、工业及服务业等领域已经取
得广泛的应用和发展。而在一些特殊场合
(
如航天、
深海作业及核工业等领域
)
, 以无人探察车、无人排
险车及无人运输车等为代表的机器人技术越来越受
到关注。为此 ,笔者设计了一种具有道路记忆功能、
使用灵活方便、应用范围较广的轮式移动机器人模
型。
该机器人模型以微控制器 MCU为核心 ,先由人
对机器人模型按照所要行走的路线进行训练 , 即让
机器人模型记忆该路线
(
将路线数据存储在存储器
中
)
。以后机器人模型就可沿此路线重复行走。其记
忆路线的方式灵活方便 , 可根据不同的要求和需要
对其进行不同的路线训练以完成不同的任务。
该模型可以应用于一些人类不宜活动或较难控
制的场合
(
如微型核反应堆的金属罐管系统、火场探
测、辐射、消防、有毒、易燃、易爆物体场所的探测
等
)
, 也可作为室内服务机器人使用 , 以代替人完成
家务劳动、厂区货物搬运、医院病历及资料的传递
等。
该机器人模型具有以下特性 :
●具有道路学习记忆和道路循迹重复功能 ;
●可模拟地图仿真训练 , 输出放大倍数可按需
要设定 ;
●在实际工作时 ,如遇到障碍物 ,可采用道路转
移法绕过障碍物并沿原学习道路继续前进 ;
●工作时无人控制 ;
●光线较暗时会自动打开光源 ;
●前进距离可用 LCD 实时显示 ;
●运动状态可用指示灯实时显示 ;
●具有系统故障报警功能。
1 系统硬件设计
系统硬件设计框图如图 1 所示 , 核心控制部分
采用 Atmel 公司的普及型 8 位 MCU AT89C51。作为
一款目前广泛应用的 MCU, AT89C51 提供有电机控
制、LCD 驱动显示以及传感信息等多种驱动功能和
接口 , 另一方面 , 该 MCU 价格低廉 , 有很高的性价
比。外接存储模块采用容量为 256kB 的 24LC256 闪
存芯片 ,当然 ,也可以根据实际需要选用其它容量的
闪存芯片。感光探测选用光敏电阻即可感应外界光
线的强弱。障碍物探测采用美国邦纳工程有限公司
的 PicoDot PD 系列激光传感器
[2 ]
, 该传感器能对被
测物体进行精确的到位检测、定位和计数。