【正文】 frared ranging from the advantages of ultrasonic ranging. Focusing on the infrared ranging based on autonomous mobile robot path planning technology, with high chart method for environment modeling, using the left hand rule as the algorithm can achieve a plete autonomy in path planning and the start point to the end point shortest path planning an applied example maze mobile robot design. Finally it analyzes the design problems of robot path planning, the future development trend and research direction.Key words: active ranging。重點探討了基于紅外線測距的自主移動機器人路徑規(guī)劃技術(shù)，以等高圖法進行環(huán)境建模，以左手法則作為研究算法實現(xiàn)了一個可以自主完成路徑規(guī)劃和起點到終點最短路徑規(guī)劃的一個應(yīng)用性例子“迷宮移動機器人”的設(shè)計。因此，移動機器人技術(shù)在近幾年已成為科學(xué)研究的一個熱點，得到世界各國特別重視。采用有源測距技術(shù)的自主移動機器人路徑規(guī)劃摘要隨著科學(xué)技術(shù)的飛速猛進的的發(fā)展和人類生產(chǎn)生活的的需要，移動機器人已廣泛應(yīng)用于軍事、工業(yè)、醫(yī)學(xué)和人民的日常生活中。本設(shè)計基于紅外線測距的自主移動機器人路徑規(guī)劃問題進行了較為深入的探討和分析。最后分析了本設(shè)計的一些不足，展望了機器人路徑規(guī)劃的未來發(fā)展趨勢和研究方向。 autonomous mobile robot。如諸葛亮發(fā)明的木牛流馬。自主移動機器人的路徑規(guī)劃是近幾年來機器人研究領(lǐng)域的一個重要研究對象，基于超聲波或者紅外線等有源測距的自主移動機器人路徑規(guī)劃正式機器人智能控制技術(shù)的不可忽視的研究課題。隨著社會發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進步, 機器人在當前生產(chǎn)生活中的應(yīng)用得到了越來越廣泛。所以對移動機器人的環(huán)境感知技術(shù)將是未來移動機器人研究的一個突出方面。群體機器人在相互協(xié)作工作時都希望能找到一條暢通無碰撞的、能一最快速度到達目的地的路徑，群體機器人路徑規(guī)劃既要考慮機器人之間的相互協(xié)作又要考慮避障，在路徑規(guī)劃上難度筆其他一般的路徑規(guī)劃機器人的難度大，另外當目標點移動時還要考慮目標的速度信息和位置信息，要對目標進行實時的檢測分析，增加了路徑規(guī)劃的難度，這也是今后路徑規(guī)劃機器人的重點。 本論文主要研究內(nèi)容簡介自主移動機器人的路徑是移動機器人導(dǎo)航的重要環(huán)節(jié)，也是必不可少的一部分。本文主要就“路徑規(guī)劃移動機器人”為實際研究對象，以等高圖作為研究算法設(shè)計一個可以自主完成路徑規(guī)劃和起點到終點最短路徑規(guī)劃的一套等高圖系統(tǒng)算法。第2章 超聲波測距與紅外測距原理 紅外測距原理有源測距技術(shù)中紅外測距傳感器分為紅外發(fā)射器和紅外接收器兩個部分。系統(tǒng)記錄下從發(fā)射到接收的時間。即3108t/，受外界的干擾小，而且價格便宜，體積小。熱探測器的主要優(yōu)點是相應(yīng)波段寬，可以在室溫下工作，使用簡單。測量熱敏電阻值變化的大小，即可得知入射的紅外輻射的強弱，從而可以判斷產(chǎn)生紅外輻射物體的溫 (b)熱電偶型傳感器 熱電偶是由熱電功率差別較大的兩種材料構(gòu)成。利用溫差電勢現(xiàn)象制成的紅外傳感器稱為熱電偶型紅外傳感器，因其時間常數(shù)較大，相應(yīng)時間較長，動態(tài)特性較差，調(diào)制頻率應(yīng)限制在10HZ以下。氣室的前面附有吸收模，它是低熱容量的薄膜。這種傳感器的特點是靈敏度高，性能穩(wěn)定。當紅外線輻射照射到已經(jīng)極化的鐵電體薄片表面上時，引起薄片溫度升高，使其極化強度降低，表面電荷減少，這相當于釋放一部分電荷，所以叫做熱釋電型傳感器。當恒定的紅外輻射照射在熱釋電傳感器上時，傳感器沒有電信號輸出。通過測量電學(xué)性質(zhì)的變化，可以知道紅外輻射的強弱。但其一般須在低溫下工作，探測波段較窄。它的響應(yīng)速度比較快，一般只需幾個毫微秒。使用光電導(dǎo)傳感器時，需要制冷和加一定的偏壓，否則會使響應(yīng)率降低，噪聲大，響應(yīng)波段窄，以致使紅外線傳感器損壞。(d)光磁電傳感器（PEM器件）當紅外輻射照射在某些半導(dǎo)體材料表面上時，半導(dǎo)體材料中有些電子和空穴將向內(nèi)部擴散，在擴散中若受強磁場的作用，電子與空穴則各偏向一方，因而產(chǎn)生開路電壓，這種現(xiàn)象稱為光磁電效應(yīng)。紅外技術(shù)是最近幾十年中發(fā)展起來的一門新興技術(shù)。(4)紅外測距系統(tǒng)：實現(xiàn)物體間距離的測量。而沒有采用超聲波傳感器的原因有： 1) 采用紅外線發(fā)光二極管，結(jié)構(gòu)簡單，易于小型化，且成本底。5) 抗干擾能力強，工作可靠。內(nèi)陸由于缺乏經(jīng)驗未能出現(xiàn)優(yōu)秀的選手?！奥窂揭?guī)劃移動機器人”完成一次路徑規(guī)劃任務(wù)大至可分為下面幾大步驟1） 數(shù)據(jù)采集本設(shè)計設(shè)計的“路徑規(guī)劃移動機器人”是采用的有源的紅外采集技術(shù)。為下一步的算法運算準備數(shù)據(jù)。 最優(yōu)路徑選擇模擬圖1 最優(yōu)路徑選擇模擬圖2 最優(yōu)路徑選擇模擬圖3 最優(yōu)路徑選擇模擬圖4 “移動機器人”實現(xiàn)路徑規(guī)劃所需必備功能迷宮機器人實現(xiàn)路徑規(guī)劃需具備以下幾大功能1） 機器人對障礙物信息的檢測機器人之所以是智能的，就是因為機器能通過各類傳感器實時采集環(huán)境信息然后通過人為算法完成正確的判斷，最終達到人為期望的目的。機器人在運行過程中由于控制的誤差是機器人和障礙物相碰。然后控制移動機器正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)的角度避免與周圍的障礙物發(fā)生碰撞。首先啟動的是迷宮的搜索，機器人將根據(jù)給定的搜索法則完成整個迷宮的搜索，在搜索途中，系統(tǒng)將實時將有效的坐標信息壓入ARM存儲器的堆棧中一遍最短路徑運算任務(wù)的完成。下面將介紹系統(tǒng)主要的幾個重要的軟件模塊的介紹。（2）程序設(shè)計框圖 程序設(shè)計框圖傳感器程序設(shè)計，主要分為兩個兩個任務(wù)。當中斷到來時，系統(tǒng)將跳入中斷服務(wù)函數(shù)，完成5個通道上的狀態(tài)掃描任務(wù)，并完成編碼值的返回。步進電機的軟件設(shè)計流程圖如圖 3所示。采用那種搜索法則只是與程序的編寫有關(guān)，并不是那種采用那種法則會更好。本設(shè)計的移動機器人的難點在于通過算法實現(xiàn)路徑規(guī)劃，所以本章重點介紹了該設(shè)計移動機器人實現(xiàn)自主移動軟件實現(xiàn)方案。具體內(nèi)容見下面的細分。由CON2接頭輸入外接電源，二極管管是為了防止正負接反的保護電路，經(jīng)過C3C2濾波。POW是 電源指示燈，當系統(tǒng)上電后，指示燈被點亮。進而影響機器人搜索路徑。其中BA6845FS是步進電機驅(qū)動芯片，每個芯片的有兩個H橋，它的最大驅(qū)動電流為1A，而且在邏輯的主控芯片的控制下有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)與停止三種輸出模式。每個方位的電路都是一樣的。 按鍵電路 本章小結(jié)本章主要介紹移動機器人的各個模塊硬件電路的設(shè)計。第六章 總 結(jié) 本文的主要闡述采用有源測距技術(shù)的自主移動機器人路徑規(guī)劃的一個實際應(yīng)用性例子“迷宮移動機器人”的設(shè)計以及紅外線技術(shù)在測距的應(yīng)用。這個可能是跟機器人搜索方式和加權(quán)方式有關(guān)系。我想告別的不單單是人，是大學(xué)，更是一段永不再來的青春。剩下的日子，希望早上還能在五教的籃球場上和你打次籃球，為了能擁有與你除了教學(xué)外更多的交集，更為了那些陪伴我們一直走來的籃球。感謝大學(xué)學(xué)習(xí)期間所有電子信息工程專業(yè)的老師，你們傳授我的專業(yè)知識使我受益終生，也是我完成本論文的基礎(chǔ)，能得到你們的教誨是我最大的福分。 /* 電機運行狀態(tài) */ int8 cDir。 /* 電機轉(zhuǎn)動速度 */}。 /* 定義并初始化左電機狀態(tài) */ static uint8 GucMouseState = STOP。 /* 記錄傳感器狀態(tài) */ /**************************************************************************** Function name: delay** Descriptions: 延時函數(shù)** input parameters: uiD :延時參數(shù)，值越大，延時越久** output parameters: 無** Returned value: 無**************************************************************************/void delay (uint32 uiD){ for (。 /* 保存電機當前位置 */ switch () { case MOTORGOAHEAD: /* 向前步進 */ cStep = (cStep + 1) % 8。 default: break。 break。 break。 break。 break。 break。 } switch (cStep) { case 0: /* A2B2 */ GPIOPinWrite(GPIO_PORTD_BASE, PHLA1 | PHLA2 | PHLB1 | PHLB2, PHLA1 | PHLA2 | PHLB1 | PHLB2)。 case 2: /* A1B2 */ GPIOPinWrite(GPIO_PORTD_BASE, PHLA1 | PHLA2 | PHLB1 | PHLB2, PHLA2 | PHLB1 | PHLB2)。 case 4: /* A1B1 */ GPIOPinWrite(GPIO_PORTD_BASE, PHLA1 | PHLA2 | PHLB1 | PHLB2, PHLA2 | PHLB2)。 case 6: /* A2B1 */ GPIOPinWrite(GPIO_PORTD_BASE, PHLA1 | PHLA2 | PHLB1 | PHLB2, PHLA1 | PHLA2 | PHLB2)。 default: break。 /* 設(shè)置PWM發(fā)生器1的周期 */ PWMPulseWidthSet(PWM_BASE, PWM_OUT_2, uiFreq / 2)。 /* 設(shè)置PWM發(fā)生器2的周期 */ PWMPulseWidthSet(PWM_BASE, PWM_OUT_4, uiFreq / 2)。 }}/**************************************************************************** Function name: irCheck** Descriptions: 紅外線傳感器檢測。 /* 探測左右兩側(cè)近距 */ irSendFreq(35000, 1)。 /* 禁止PWM發(fā)生器2 */ PWMGenDisable(PWM_BASE, PWM_GEN_1)。 } else { GucDistance[RIGHT] |= 0x02。 } else { GucDistance[LEFT] |= 0x02。 } if (ucIRCheck amp。 case 2: irSendFreq(36000, 2)。/* 禁止PWM發(fā)生器2 */ break。= GPIOPinRead(GPIO_PORTB_BASE, 0x2a)。= 0xfe。= 0xfe。= 0xfe。 }