机器人设计-实训报告-迷宫机器人

实训报告-走迷宫机器人姓名：张学号:20101302组员:王班级:计控1101系部:计算机应用系2摘要我们本次实训采用的能力风暴机器人套件组装的智能小车，利用两层钢板做为车架，以AS-EICONII控制器为核心，加上灰度传感器和电源供电电路以及其他电路组成，，AS-EICONII控制器对灰度传感器采集到得信号予以分析判断，及时控制驱动直流电机以调整小车前进后退以及左右移动，此外，对整个控制软件设计和程序的编制以及程序的调试，使小车能够沿着黑色轨迹自动行驶，实现小车自动寻迹走出迷宫的目的。关键词：AS-EICONII、灰度传感器、调试、黑色轨迹。3AbstractThetrainingabilitystormrobotskitassemblysmartcar,twolayersofsteelasaframe,asthecoretheAS-EICONIIcontroller,plusGrayscalesensorandpowersupplycircuitandothercircuits,,AS-EICONIIcontrollergraysensorsignalacquisitiontobeanalyzedtodetermine,inatimelymannertocontrolthedriveDCmotortoadjustthecarforwardandback,andmovearound,inaddition,controlsoftwaredesignandprogrampreparation,andprogramdebugging,carautomatictravelalongtheblacktrajectorytoachievethepurposeofthecarwithautomatictracingoutofthelabyrinth.Keywords:AS-anEICONII,gray-scalesensors,debugging,blacktrajectory.4目录1.项目概述...................................................................................................................52.迷宫图.......................................................................................................................53.机器人套件组成.......................................................................................................63.1电机.....................................................................................................................63.2控制器.................................................................................................................63.3传感器.................................................................................................................63.3.1光电传感器....................................................................................................63.3.2碰撞传感器....................................................................................................73.3.3灰度传感器....................................................................................................73.3.4声音传感器....................................................................................................84.系统设计...................................................................................................................84.1小车组成..............................................................................................................84.1.1控制部分组成...............................................................................................94.1.2传感器的选择................................................................................................94.2小车的效果图....................................................................................................104.3设计框图...........................................................................................................105.走迷宫算法设计.....................................................................................................115.1走直线................................................................................................................115.2向左转................................................................................................................125.3向右转................................................................................................................126.程序模块.................................................................................................................137.总结.........................................................................................................................1451.项目概述利用能力风暴机器人套件，组装成一个小车，然后利用能力风暴机器人套件里面的AS-EICONII控制器控制该小车能够走出指定的迷宫。具体的要求如下：1.组装为一个三轮小车，其中两个为主动轮，一个为从动轮。2.分析该小车的控制部分组成。3.设计小车的传感器的组成，并能形成相应的控制思路。4.设计算法，使小车能从指定迷宫走出来。5.完成实训报告。2.迷宫图图1-迷宫图63.机器人套件组成3.1电机AS-EICONII控制器提供4路电机控制，可连接AS-EI配套电机，实现电机正转，反转，停止，调速等操作。3.2控制器AS-EICONII控制器采用了ARM7内核是通用的32位微处理器，它具有高性能和低功耗的特性。采用vjc2.0流程图编程，集成的USB2.0接口，程序下载方式更快更易于使用。3.3传感器3.3.1光电传感器光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的，它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。图2-光电传感器73.3.2碰撞传感器碰撞传感器用于检测碰撞程度，但前面有障碍物时，传感器的开关为通路，能够把信号发送给控制器，控制器再使小车转向。图3-碰撞传感器3.3.3灰度传感器灰度传感器利用不同颜色的检测面对光的反射程度不同，光敏电阻对不同检测面返回的光其阻值也不同的原理进行颜色深浅检测。在有效的检测距离内，发光二极管发出红光，照射在检测面上，检测面反射部分光线，光敏电阻检测此光线的强度并将其转换为智能小车可以识别的信号。图4-灰度传感器83.3.4声音传感器声音传感器内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒。声波使话筒内的驻极体薄膜振动，导致电容的变化，而产生与之对应变化的微小电压。这一电压随后被转化成0-5V的电压，经过A/D转换被数据采集器接受，并传送给控制器。图5-声音传感器4.系统设计4.1小车组成AS-EICONII控制器、两个电机、两个轮胎、电池、五个灰度传感器、小车底盘、圆轴、短插销、方轴、连接器若干。94.1.1控制部分组成32位ARM处理器、9路模拟信号输入端口、6路DO数字输出和伺服电机输出、4路电机驱动、标准I2C接口、外接电源接口、2个按钮控制界面、USB2.0接口、液晶显示屏幕。图6-控制器4.1.2传感器的选择本次智能小车采用了5个灰度传感器用于循线。由于灰度传感器利用不同颜色的检测面对光的反射程度不同，光敏电阻对不同检测面返回的光其阻值也不同的原理进行颜色深浅检测。在有效的检测距离内，发光二极管发出红光，照射在检测面上，检测面反射部分光线，光敏电阻检测此光线的强度并将其转换为智能小车可以识别的信号。相比光电传感器更容受外界的光线所干扰，故采用灰度传感器。104.2小车的效果图图7-小车效果图4.3设计框图开开1开开开开开开开开开开开开开开开开开开开开开开开开开开开开开开开开开图8-设计框图115.走迷宫算法设计5.1走直线图9-小车直线行驶图当机器人智能小车沿着直线走时，传感器会有不同的显示，如下：01000=机器人智能小车轻微向右偏离赛道10000=机器人智能小车严重向右偏离赛道00100=机器人智能正好处于赛道黑线上00010=机器人智能小车轻微向左偏离赛道00001=机器人智能小车严重向左偏离赛道通过传感器对不同情形的反馈，就可以确保小车能够准备的沿着赛道的黑线前进。125.2向左转图10-小车想左转弯图11-小车直线行驶或向左转当机器人智能小车遇到“左转路口”和“左转或直行路口”模式都是11100，这时让机器人在前进一点，当传感器越过赛道后，如果寻线传感器显示数值为00000，那么这个路口就一定是左转路口，如果寻线传感器显示的数值为00100，那么这路口就是右转或直行路口。5.3向右转图12-小车