北郵電子工藝實(shí)習(xí)-迷宮車實(shí)驗(yàn)報(bào)告-文庫(kù)吧
2025-07-21 04:10 本頁(yè)面
【正文】 流程圖小車行進(jìn)示意圖 ③ 靠左算法的弊端。按照該算法，小車在走第二遍迷宮的時(shí)候，可以一次性的走出迷宮，但是這條道路不一定是最短的道路；如果迷宮本身存在“孤島”，那么小車很有可能走不出迷宮。如圖7所示。圖7中兩個(gè)圓點(diǎn)分別表示入口和出口，小車從入口進(jìn)入迷宮，靠左前進(jìn)則會(huì)導(dǎo)致小車一直按照虛線所描繪出的路線一直在迷宮里循環(huán)，終走不出迷宮。 “孤島”迷宮示意方案二：靠前算法① 靠前算法，即一直沿著前方道路前行(前方?jīng)]有任何障礙時(shí)一直前進(jìn))，當(dāng)前邊沒有墻時(shí)判斷左邊，左邊沒墻左轉(zhuǎn)，左邊有墻則判斷右邊。然后重復(fù)該循環(huán)。該算法使用于最簡(jiǎn)單的迷宮走法。（此為優(yōu)先左轉(zhuǎn)，若先判斷右邊障礙則為優(yōu)先右轉(zhuǎn)）② 算法流程圖如圖所示。（以優(yōu)先左轉(zhuǎn)程序?yàn)槔?程序思路：前邊沒墻靠前走，前面有墻判斷左邊，左邊沒墻靠左轉(zhuǎn)，左邊前邊都有墻再判斷右邊，右邊沒有墻靠右轉(zhuǎn)，三面都?jí)χ苯雍笸宿D(zhuǎn)180176。，繼續(xù)靠前走。0表示有墻，1表示沒墻。④ 轉(zhuǎn)角控制思路：一輪轉(zhuǎn)動(dòng)一輪不轉(zhuǎn)，通過(guò)不斷調(diào)試其左（右）轉(zhuǎn)延遲時(shí)間，使其轉(zhuǎn)動(dòng)90176。方案三：洪水算法① 洪水算法。即使用256 B額外內(nèi)存，會(huì)大幅提高性能。該算法比一般迷宮算法的有效率高20～50倍。同時(shí)可以在內(nèi)存中建立一個(gè)區(qū)域，與實(shí)際中的迷宮格數(shù)一一對(duì)應(yīng)。在實(shí)際使用時(shí)算法并不太復(fù)雜。該額外內(nèi)存區(qū)域稱為“浪頭”，它將體現(xiàn)在內(nèi)存區(qū)域的實(shí)際狀況中如圖9所示。當(dāng)迷宮被淹沒的時(shí)候，一個(gè)波浪的前頭從目標(biāo)格向外擴(kuò)展。在內(nèi)存區(qū)域中這種單元格是惟一需要處理的，當(dāng)浪頭到達(dá)開始的單元格子，機(jī)器人已經(jīng)被淹沒。通常來(lái)說(shuō)，開始的單元格可以是任何一個(gè)格子。但是為了方便起見，把開始點(diǎn)設(shè)在迷宮的第一個(gè)單元格，終點(diǎn)任意。反過(guò)來(lái)也可以把出口放在第一個(gè)單元格，把開始點(diǎn)設(shè)在中間或希望的位置。一旦到達(dá)了起點(diǎn)即搜索完成，最短的路徑可以使機(jī)器老鼠移動(dòng)到周圍的格子中數(shù)值比較小的那個(gè)格子去，依次類推機(jī)器老鼠就能走到終點(diǎn)。② 洪水算法的優(yōu)缺點(diǎn)： 按照該算法小車在第一次走迷宮的時(shí)候，必須把迷宮中所有的道路都走一遍。但是該算法可以讓小車走任何迷宮，即使迷宮本身有“孤島”小車一樣可以順利的走出迷宮。 當(dāng)小車再走第二遍迷宮的時(shí)候小車可以1次性走正確的路線走出迷宮，并且該路線一定為最短的路線。 對(duì)單片機(jī)要求較高，同時(shí)編程難度大大加大，不適宜本次試驗(yàn)的要求。 方案四：鋪路算法① 在內(nèi)存中建立一個(gè)區(qū)域與實(shí)際中的迷宮格數(shù)一一對(duì)應(yīng)，并將所有走過(guò)的路進(jìn)行記憶，如果發(fā)現(xiàn)前方是死胡同或走過(guò)的路就轉(zhuǎn)回前一個(gè)岔道口；在行走過(guò)程中遇岔道口默認(rèn)靠左。因?yàn)橛辛擞洃浌δ埽涂梢宰叩诙?。?鋪路算法優(yōu)缺點(diǎn) 運(yùn)用該算法可以走復(fù)雜的迷宮，不存在走不出來(lái)的問題。 運(yùn)用該算法在小車第二次走迷宮的時(shí)候可以一次性的走出迷宮，但是不能保此條道路走的是最短的線路。 同洪水算法，對(duì)單片機(jī)和編程的難度大大增高，不適合本次實(shí)驗(yàn)的要求。 方案確定： 這幾種算法各有優(yōu)缺點(diǎn)，但由于單片機(jī)和算法難易的差別，經(jīng)權(quán)衡比較，最終選擇靠前算法。v 迷宮車控制系統(tǒng)的綜合確定設(shè)計(jì)方案迷宮車由墻壁傳感器、單片機(jī)控制板、動(dòng)力系統(tǒng)組成?？刂齐娐分饕呻姍C(jī)驅(qū)動(dòng)電路，單片機(jī)接口電路，電源電路和傳感器電路組成?？刂瓶驁D如圖所示。前方傳感器 左方傳感器右方傳感器主控單元STC90C52電源電機(jī)驅(qū)動(dòng)L298N (1)選用三個(gè)紅外線傳感器，通過(guò)發(fā)光二極管發(fā)出紅外線，若有障礙物在前方，紅外線會(huì)被反射回來(lái)，被感光三極管接收，單片機(jī)程序?qū)π盘?hào)進(jìn)行比較處理，按設(shè)定的動(dòng)作要求向后輪的兩個(gè)電機(jī)發(fā)出控制命令，控制小車行進(jìn)。 (2)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路采用90C52單片機(jī)，通過(guò)L298N芯片來(lái)控制兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)作。90C52根據(jù)紅外傳感器對(duì)外界進(jìn)行探測(cè)后反饋回來(lái)的信號(hào)，選用靠前算法中的左轉(zhuǎn)優(yōu)先算法，判定迷宮車行進(jìn)方向，分別向左右兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)出控制指令，該信號(hào)經(jīng)L298N芯片驅(qū)動(dòng)后，直接控制相應(yīng)電機(jī)動(dòng)作，使迷宮車按既定動(dòng)作進(jìn)行前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)向。 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)程序 采用靠前算法中的左邊優(yōu)先法則，為應(yīng)對(duì)小車被迷宮拐角卡住的情況，用count變量實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期前進(jìn)時(shí)的應(yīng)急程序。框圖如下。開始 count是否已大于正常值（）后退 count清零無(wú)前面有無(wú)障礙有
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