復雜路線下機器人的三點三輪尋跡系統(tǒng)
加入技術交流群
1．3 驅動模塊
驅動機器人行走的2個電機需要不同的轉速來實現(xiàn)轉彎。選用的驅動芯片為L293D，它包含4個輸出通道，最大輸出峰值電流為1．2 A，能同時驅動2個直流電機工作；其信號輸入端和使能端接收到來自單片機的信號，控制電機的通斷以及正、反轉，還可以通過向使能端輸入不同占空比的方波信號來調整電機轉速(PWM方式)。如圖2所示，IN端口接控制信號，OUT端口接電機的兩端，EN端口接使能信號。一組IN端口輸入為高／低或低／高電平時，能實現(xiàn)電機的正／反轉。一組IN端口輸入均為高或低電平時，電機將停轉。EN使能端為高電平時，相應端口輸入信號有效；反之，則輸入信號無效。在EN 端輸入PWM波，通過調整PWM波的占空比，即可實現(xiàn)電機的無級調速。本文引用地址：http://www.antipu.com.cn/article/163567.htm
2 尋跡控制
機器人尋跡控制示意圖如圖3所示，機器人采用前輪驅動后輪輔助的三輪差動式行走方式。車體前部兩輪均為主動輪，由兩個電機分別驅動，利用它們的轉速差來控制機器人運動方向；后輪為從動萬向輪，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稱放置著3個自制的紅外光電傳感器，作為機器人的尋跡傳感器。
機器人尋跡場地中除了黑線，其他區(qū)域均為白色。當傳感器正下方為黑線時，輸出“0”狀態(tài)，當其為白色區(qū)域時，輸出“1”狀態(tài)。因此，理論上3個傳感器輸出的組合狀態(tài)會有8種，如表1所列。每一種組合狀態(tài)都對應著一種機器人下一步的行走動作，共有前進、左轉、快速左轉、右轉、快速右轉、原地旋轉、停止7種動作。
注：“+”指車輪向前運動，“-”表示車輪向后運動，“1．0”、“0．3”指的是控制相應電機轉速的PWM波的占空比，可根據(jù)實際需要在程序中修改。
本機器人有著雙級轉彎的設計，即普通轉彎和快速轉彎。當機器人對黑線的偏離量比較小時，使用普通轉彎，即兩個驅動輪都向前運動，速度一大一小，依靠兩輪的速度差來實現(xiàn)轉彎；而當機器人偏離黑線較遠時，使用快速轉彎，即兩個驅動輪一個向前運動，一個向后運動，這樣能迅速實現(xiàn)轉彎。普通轉彎用于大半徑彎道、大角度折道，而快速轉彎則用于小半徑彎道和直角銳角折道等非平滑過渡路線。對于非封閉路線，還設計了原地旋轉的動作，來實現(xiàn)原路返回：一旦機器人小車走完全程，3個傳感器將均檢測到白色區(qū)域，輸出組合狀態(tài)“111”，此時一輪全速前進，一輪全速后退，小車原地旋轉，直到掉過頭來傳感器檢測到黑線為止。
3 程序設計
程序設計時，采用匯編語言編程。其思路為：第1步，系統(tǒng)初始化后，讀取單片機P2口的值，然后對其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定的值比較，若相等則執(zhí)行相應的動作，否則繼續(xù)比較，直到獲得正確的動作。比較完全部動作后，轉到第1步重新掃描傳感器的狀態(tài)值。
評論