【正文】 開(kāi)始 初始化 檢測(cè)墻壁信息 是 否 岔 路 坐標(biāo)出棧 繼續(xù)前進(jìn) 后退 做出選擇 坐標(biāo)入棧 是 否 終 點(diǎn) 是否無(wú) 路 結(jié)束 繼續(xù)前進(jìn) 是 是 否 否 是 否 42 程序流程圖 17 尋路算法的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn) 第一，在岔路口的轉(zhuǎn)彎策略以及小車運(yùn)行的穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)彎的策略一定程度上決定了從小車開(kāi)始運(yùn)行到找到終點(diǎn)的時(shí)間長(zhǎng)短。迷宮小車要到達(dá)的目的地就是坐標(biāo)為（ 4， 4）的點(diǎn)，也就是讓小車在迷宮中行駛的過(guò)程中讓它無(wú)限的趨近坐標(biāo)為（ 4， 4）的點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)預(yù)期目的 ， 而進(jìn)行操作的一系列語(yǔ)句和指令。驅(qū)動(dòng)的控制電壓來(lái)自于控制器，最高為 5V，而驅(qū)動(dòng)電壓為兩節(jié)電池直接供電。其最小系統(tǒng)原理圖如下 。 11 圖 31 Altium Designer 全新界面 控制器最小系統(tǒng)電路 控 該系統(tǒng)模塊的控制核心是 AVR 高速 單片機(jī) ATmega16。 （ 2） 用戶自定制 PCB 布線網(wǎng)絡(luò)顏色 Summer 版本允許用戶在 PCB 文件中自定義布線網(wǎng)絡(luò)顯示的顏色。 人所在迷宮的位置 ， 從而精確定位 [5]。光電開(kāi)關(guān)將輸入 光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出 。直流電機(jī)轉(zhuǎn)速可通過(guò) P。在低電壓下 。臺(tái)直流電機(jī)或 1臺(tái)兩相 。40V， 在本次設(shè)計(jì)中用兩節(jié)鋰電池供電，供電電壓為 9V 左右 。T 公司生產(chǎn)的一種高電壓、大電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。印制出單片機(jī)最小系統(tǒng) PCB 板，并焊上所需原件，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)，證明此電路板有效和運(yùn)行穩(wěn)定。 AVR 單片機(jī)具有多種省電休眠模式，且可寬電壓運(yùn)行（ ），抗干擾能力強(qiáng)，可降低一般 8 位機(jī)中的軟件抗干擾 。該單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)采取 8 位機(jī)與 16 位機(jī)的折中策略，即采用局部寄存器存堆和單 體高速輸入 、 輸出的方案 (即輸入捕獲寄存器、輸出比較匹配寄存器及相應(yīng)控制邏輯 )。 目前市場(chǎng)應(yīng)用的電機(jī)種類繁多，根據(jù)電能種類分為交流電機(jī)和直流電機(jī)，由于交流電機(jī)需要交流電源控制 ，眾所周知，交流電不易存貯，而機(jī)器人要求能夠自主快速移動(dòng)，所以機(jī)器人不方便到場(chǎng)地外引用交流電源，最重要的一點(diǎn)就是，交流電 6 機(jī)的控制非常復(fù)雜，所以選用直流電機(jī)。 輪胎材質(zhì)選用抗老化的防滑硅膠， 不管是爬坡的路面還是適應(yīng)光滑路面都適合 。 小車 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 迷宮機(jī)器人要求小巧靈活，能在最短時(shí)間達(dá)到目的地，因此小車地盤的選擇尤為重要，本次設(shè)計(jì)我選擇 的 底盤 的材料是有機(jī)玻璃板 ，自己用鋼鋸加工而成，輕便靈活而不失韌度， 旋轉(zhuǎn)快捷， 底盤為類圓形， 使得小車在迷宮中能很好的旋轉(zhuǎn)而不碰壁， 贏得較短時(shí)間；底盤直徑加大 至 150MM，可以安裝更多的傳感器，為小車提供了更多的升級(jí)空間。機(jī)器人不能跳越、攀爬、鉆挖和損毀迷宮隔墻。 發(fā)射紅外線，高出地面約 1cm。立柱長(zhǎng) ，寬 ，高6cm。除了終點(diǎn)區(qū)域的格點(diǎn)外，每個(gè)格點(diǎn)至少要 與一面隔墻相接觸 。隔墻側(cè)面和頂部的涂料能夠反射紅外線，地板的涂料 則能夠吸收紅外線。 圖 21 迷宮場(chǎng)地圖 終點(diǎn) 起點(diǎn) 3 迷宮的隔墻高 5cm，厚 ，迷宮的地面為木質(zhì)，使用油漆漆成黑色 迷宮隔墻的側(cè)面為白色，頂部為紅色。因此走迷宮機(jī)器人是只要啟動(dòng)，就要完全在沒(méi)有人工干預(yù)的情況下，通過(guò)機(jī)器人上的光電傳感器系統(tǒng)感知迷宮環(huán)境，判斷是墻壁還是出口，是前進(jìn)還是左轉(zhuǎn)和 右轉(zhuǎn)等，這些步驟和動(dòng)作的執(zhí)行都是有中央處理器通過(guò)計(jì)算來(lái)分析，并傳達(dá)命令給電機(jī)， 讓機(jī)器人在迷宮中自由而準(zhǔn)確的做出選擇 [1]。早期有 隨機(jī)算法，概率算法等， 向 左（右）算法，在迷宮中，機(jī)器人一直沿著迷宮隔柵走， 在岔路口用隨機(jī)選的辦法等， 可以順利走出迷宮，但對(duì)于有 獨(dú)立 的迷宮，這種算法就容易陷入死循環(huán)，后來(lái)又有流水法 ， 即廣度優(yōu)先算法等等。 迷宮機(jī)器人研究現(xiàn)狀 迷宮機(jī)器人是移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃算法的典型應(yīng)用，在 國(guó)內(nèi)外 迷宮機(jī)器人一直是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域和控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn) 話題 。在我國(guó)，機(jī)器人大賽以中國(guó)機(jī)器人大賽 RoboCup公開(kāi) 賽和 “未來(lái)伙伴 ”杯中國(guó)智能機(jī)器人大賽最具影響力，其中每個(gè)省份也根據(jù)本省的具體情況舉辦一些機(jī)器人大賽，比如 “聯(lián)通杯 ”山東省機(jī)器人大賽。 現(xiàn)代科學(xué)和 技術(shù)的交叉和綜合 大部分 體現(xiàn) 在機(jī)器人技術(shù)，先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)是一個(gè)國(guó)家綜合實(shí)力的體現(xiàn) ， 比如我國(guó)的神舟系列，蛟龍下海，這些都無(wú)不體現(xiàn)我國(guó)的綜合國(guó)力。s best friend. Robot technology and industrialization in China has a certain basis and reality broad market prospects. Maze in the design of this robot is a robot, its positioning, and get the path back to its starting point, find export, away from the walls and independent quick returns, and other functions. According to the requirements of practicality and flexibility design to design the appearance, integrates the advantages, and has a unique innovation, the robot has a pletely independent and quick search ability, etc. The maze robot based on AVR single chip microprocessor, adopts the small dc gear motor to drive the internal integrated PWM generator and eight high accuracy AD converter, through the modular programming, eventually with 12 MHZ frequency efficient and stable operation. Seven of the photoelectric sensor is responsible for the collection of information, data were collected through a series of software filter. Effectively data, then through linearization introduced into control system, which controls the robot movements, each step through my physical production and the experimental results show that the scheme can pletely satisfy the hardware requirements of maze robot. Key words: Artificial intelligence, the modular programming， software filter, the control system I 目 錄 第一章 緒論 ..................................................... 1 迷宮機(jī)器人研究現(xiàn)狀 ................................................ 1 迷宮機(jī)器人主要研究方向 ............................................ 2 迷宮場(chǎng)地要求 ...................................................... 2 迷宮機(jī)器人要求 .................................................... 3 第二章 迷宮機(jī)器硬件設(shè)計(jì) .......................................... 4 小車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...................................................... 4 電機(jī) .............................................................. 5 主控芯片選擇 ...................................................... 6 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 ........................................................ 7 檢測(cè)迷宮墻壁的傳感器 .............................................. 8 第三章 電路設(shè)計(jì) ................................................. 10 設(shè)計(jì)軟件的介紹 ................................................... 10 控制器最小系統(tǒng)電路 ............................................... 11 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 ..................................................... 13 主電路 ........................................................... 14 第四章 主程序設(shè)計(jì) ............................................... 15 主程序 ........................................................... 15 尋路算法的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn) ............................................. 17 第五章 結(jié)論與展望 ............................................... 18 結(jié)論 ............................................................. 20 展望 ............................................................. 21 參考文獻(xiàn) ....................................................... 22 謝 辭 .......................................................... 23 附錄 ........................................................... 24 1 第一章 緒論 當(dāng)今人類已經(jīng)進(jìn)入了知識(shí)經(jīng)濟(jì)社會(huì)和信息社會(huì)。根據(jù) 設(shè)計(jì)實(shí)用性和靈活性的 要求 設(shè)計(jì)出外形，集成了眾家之所長(zhǎng)，又有獨(dú)特創(chuàng)新，使得機(jī)器人具有完全自主和快速搜尋等眾多能力。 （保密論文在解密后遵守此規(guī)定） 作者簽名 : 年 月 日 i 基于 AVR 單片機(jī)的迷宮機(jī)器 人設(shè)計(jì) 摘 要 二十一世紀(jì)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在將成為和汽車、電腦 和手機(jī) 并駕齊驅(qū)的 主要 產(chǎn)業(yè)。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其 他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。 本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計(jì)（論文）；同意學(xué)校在不以營(yíng)利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計(jì)（論文） 的部分或全部?jī)?nèi)容，允許他人依法合理使用。 本設(shè)計(jì)中的迷宮機(jī)器人是一款智能機(jī)器人，具備自主定位、找準(zhǔn)路徑、發(fā)現(xiàn)出口、避開(kāi)墻壁和回到出發(fā)點(diǎn)自主迅速返回等功能。 關(guān)鍵詞 ： 人工智能， 模塊化編程，軟件濾波， 控制系統(tǒng) ii Maze robot based on AVR singlechip processor is designed Abstract Robot industry in the 21st century will bee the major industry keeps abreast of the cars, puters and mobile phones. No matter any field, robots are slowly approached our lives, as man39。 現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、 農(nóng)業(yè) 、 航天， 軍事等領(lǐng)域中，用機(jī)器人代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人力勞動(dòng)，不僅提高了工作效 率、工作質(zhì)量，還避免了在某些 .領(lǐng)域中人長(zhǎng)期在惡劣環(huán)境下