【正文】 [J]. 電機(jī)電器技術(shù) ， 2020 [17]劉清 . 一種控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法 [J].， 2020 [18]王彥增 . 步進(jìn)電機(jī)速度控制的軟件設(shè)計(jì)方法 [J]. 機(jī)械與電子 ， 1994 [19]清源計(jì)算機(jī)工作室編著 Propel 99 原理圖與 PCB 設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 ，2020 [20]梁軍等編 單片機(jī)原理及應(yīng)用 東南大學(xué)出版社 ， 2020 [21]何立民編著 單片 機(jī)高級教程 北京航空航天大學(xué)出版社 ， 2020 [22]蔡自興機(jī)器人學(xué) .北京 ： 清華大學(xué)出版社， 2020 [23]蔡自興，賀漢根，陳虹 .未知環(huán)境中移動機(jī)器人導(dǎo)航控制研究的若干問題陰 .控制與決策， 2020 [24]歐青立，何克忠室外智能移動機(jī)器人的發(fā)展及其相關(guān)技術(shù)研究山 .機(jī)器本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 人， 2020 [25]蔡自興，鄒小兵 .移動機(jī)器人環(huán)境認(rèn)知理論與技術(shù)的研究閉 .機(jī)器人， 2020 [26]劉娟，蔡自興，涂春鳴 .進(jìn)化機(jī)器人學(xué)研究進(jìn)展 .控制理論與應(yīng)用， 2020 [27]高鵬等編著 Protel99 入門與提高 人民郵電出版社 ， 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 致 謝 首先 ,要感謝我的導(dǎo)師 — 00。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 初 始 化取 L 和 a 的 值L = 0 ？機(jī) 器 人 前 進(jìn)判 斷 a = 0 ？停 止直 線 運(yùn) 動機(jī) 器 人 轉(zhuǎn) 彎 并 前進(jìn)判 斷 a 0 ?左 轉(zhuǎn) 右 轉(zhuǎn)輸 出 驅(qū) 動 脈 沖L 0 ? 機(jī) 器 人 后 退判 斷 a = 0 ？直 線 運(yùn) 動機(jī) 器 人 轉(zhuǎn) 彎 并 后退判 斷 a 0 ?左 轉(zhuǎn) 右 轉(zhuǎn)控 制 步 進(jìn) 電 機(jī) 的 運(yùn) 動攝 像 頭P C 機(jī)計(jì) 算 得 到 L 和 aNYYNYNNNYNYY 圖 44 運(yùn)動控制系統(tǒng)流程圖本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)主要完成以下工作： （ 1） 簡要的介紹了 移動機(jī)器人的歷史和 在 國內(nèi)外的現(xiàn)狀。定時(shí)中斷子程序是整個(gè)電機(jī)控制的中樞神經(jīng)，它的流程圖如圖 41。對 PIC16F877微控制器而言，輸出脈沖頻率的改變是通過不斷改變通道寄存器增量值來實(shí)現(xiàn)。 2 正常停機(jī)指令 :兩個(gè)電機(jī)停止 。 圖 43 移動機(jī) 器人右轉(zhuǎn)示意圖 移動機(jī)器人先完成轉(zhuǎn)彎在進(jìn)行前進(jìn)。 圖 42 為移動機(jī)器人直線運(yùn)動示意圖，當(dāng)移動機(jī)器人的上層傳達(dá)一個(gè)角度為 a=0176。每個(gè)輸入脈沖決定了步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動的角度。 (3)控制步進(jìn)電機(jī)的速度 如果給步進(jìn)電機(jī)發(fā)一個(gè)控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個(gè)脈沖，它會再轉(zhuǎn)一步。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 第 4章 視覺輪式移動移動機(jī)器人的底層控制 167。如圖 36 所示。 PIC 系統(tǒng)單片機(jī)可 工作于不同的振蕩方式。利用外接 RC 電路就可延長 MCLR 到達(dá)高電平的時(shí)間，從而保證復(fù)位過程的正確。 時(shí)鐘電路、復(fù)位電路是單片機(jī) 不可缺少的部分。 P I C 1 6 F 8 7 7L 2 9 8L 2 9 8步 進(jìn) 電 機(jī)步 進(jìn) 電 機(jī) 圖 32 底層運(yùn)動控制 系統(tǒng)的框架 167。 電路的設(shè)計(jì) 167。 轉(zhuǎn) 在實(shí)際工作過程中，各種頻率下的負(fù)載力矩必須在 轉(zhuǎn) 矩特性曲線的范圍內(nèi)。 步進(jìn)電機(jī)的選用計(jì)算方法 。它又分為兩相和五相：兩相步進(jìn)角一般為 度而五相步進(jìn)角一般為 度。 VSS（ 12， 31 引腳） ： 接地端 。 引腳的基本功能： OSC1（ 13 引腳）：時(shí)鐘振蕩器輸入端 ，也是晶振 連接端 。 （ 8）定時(shí)器 TMR2 模塊：是一個(gè) 8 位寬的可編程的定時(shí)器，也可作為計(jì)數(shù)器使用，并且可以與捕捉 /比較 /脈寬調(diào)制 CCP 模塊配合實(shí)現(xiàn)捕捉和比較功能。單片機(jī)計(jì)算的所有結(jié)果也都通過 I/O 輸出到顯示部分或者控制外部其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 控 制 器L M 2 9 8步 進(jìn) 電 機(jī) 圖 31 LM298典型應(yīng)用 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 L298引腳功能定義 如 表 31所示。具有兩個(gè)使能控制端，在不受輸入信號影響的情況下允許或禁止器件工作 :有一個(gè)邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部分在低電壓下工作 :可以外接檢測電阻，將變化量反饋抬控制電路。 開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器 LM7805 LM7805 是三端固定穩(wěn)壓器。 a0 時(shí)，移動機(jī)器人左轉(zhuǎn)彎 。當(dāng)距離 L 不變時(shí)，則機(jī)器人處于停止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)距離 L 改變機(jī)器人處于運(yùn)動狀態(tài)。 視覺導(dǎo)航機(jī)器人的運(yùn)動控制 機(jī)器人底層 結(jié)構(gòu)圖 如圖 22 所示。機(jī)器人攝像機(jī)每秒鐘要從比賽場地上攝取30幀圖像數(shù)據(jù)，如果視覺子系統(tǒng)達(dá)不到實(shí)時(shí)的要求，則系統(tǒng)所處理的前后兩幀圖像數(shù)據(jù)差異太大，不僅影響識別跟蹤的順利完成，而且也使動作表現(xiàn)為反應(yīng)遲鈍，所以視覺子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性越好，則系統(tǒng)反應(yīng)越快。基于視覺導(dǎo)航的原始輸入圖像是連續(xù)的數(shù)字視頻圖像。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)及圖像處理 硬件 的發(fā)展，基于 計(jì)算機(jī)視覺 的導(dǎo)航方式在機(jī)器人導(dǎo)航中得到廣泛關(guān)注。 這一系列的成就推動了我國移動機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，縮短了與國外先進(jìn)水平的 差距 ，而且在某些領(lǐng)域也取得了國際領(lǐng)先的成果，己經(jīng)成為我國機(jī)器人應(yīng)用的一個(gè)突出領(lǐng)域。在危險(xiǎn)環(huán)境下作業(yè)移動機(jī)器人、基于復(fù)合結(jié)構(gòu)的非結(jié)構(gòu)環(huán)境應(yīng)用的移動機(jī)器人、高機(jī)動性越障機(jī)器人、多足仿生機(jī)器人、仿人形機(jī)器人等研究項(xiàng)目取得了眾 多的成果。 美國在行星移動機(jī)器人以及軍 用移動機(jī)器人的研究與應(yīng)用方面投入了大量資金與科研力量。 日 本 經(jīng) 濟(jì) 產(chǎn) 業(yè) 省 (Ministry of Economy, Trade and Industry, M ETI)1998 年開始啟動了人形機(jī)器人技術(shù)研究計(jì)劃 (HRP)。 法國國家科學(xué)研究中心 )于 2020 年中期，提出了一項(xiàng)有關(guān)機(jī)器人技術(shù)的大型國家計(jì)劃，稱作“機(jī)器人與人工體”。世界各國或國際機(jī)構(gòu)都 加大了相關(guān)研究的力度。 由于計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度、傳感器感知能力的限制，這些移動機(jī)器人的實(shí)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 時(shí)控制性能不佳。在同一時(shí)代，美國噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室也研制了月球車 (Lunar rover),應(yīng)用于行星探測的研 究。在美國通用汽車公司 (GM)投入使用，標(biāo)志著第一代機(jī)器人的誕生。 目前國內(nèi)部分中高檔轎車，如一汽紅旗世紀(jì)星，塞歐，安徽奇瑞，長安世紀(jì)星等均配備使用了 步進(jìn)電機(jī) 式汽車儀表， 儀表中的步進(jìn)電機(jī)是用 MB90428GA（ 富士通公司專門為汽車電子儀表及步進(jìn)馬達(dá)的工業(yè)控制開發(fā)的一款十六位單片機(jī) ）驅(qū)動的。 步進(jìn)電機(jī)控制原理 ...................................................................23 167。 電子元件的選型 .......................................................................13 167。 stepper motor本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II 目 錄 前 言 ....................................................................................................... 3 第一章移動機(jī)器人 .................................................................................. 4 167。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 基于 視覺導(dǎo)航 的 輪式移動機(jī)器人 設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)的研究內(nèi)容是 視覺導(dǎo)航輪式 移動機(jī)器人的底層控制， 其核心內(nèi)容是 應(yīng)用單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī) 實(shí)現(xiàn) 機(jī)器人的左轉(zhuǎn) 彎 、右轉(zhuǎn) 彎 、前進(jìn)和停止等動作。 關(guān)鍵詞 ： 移動機(jī)器人， 運(yùn)動控制，底層控制， PIC16F877， 步進(jìn)電機(jī) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I VISIONGUIDED WHEELED MOBILE ROBOT （ BOTTOM CONTROL） ABSTRACT The final year project focus on the bottom control for the visionguided wheeled mobile robot. The core content is to achieve such actions as turning left, turning right, running forward and stopping by using singlechip microputer to control stepper motors. The thesis includes four parts: a brief introduction of thestateoftheart on mobile robot researches, the framework of the mobile robot system designed in this project, the hardware design and bottom control of visionguided wheeled mobile robot. Component selection and the principle of circuit design are described in detail for the underlying hardware system of the mobile robot. We choose the PIC16F877 MCU as the slave puter to receive the mand from the host puter and to generate the control signals for stepper motors. Stepper motor drive circuits use two stepper motor drivers driver program is written into PIC16F877 microcontroller to control the rotating speed and direction of the stepper motor. Protel, software for circuit and PCB design, is used to design schematic diagram and PCB layout of the bottom control system, and Proteus is used to conduct the simulation experiments for programs and hardware systems testing. The simulation results show that stepper motor can run with stability, high reliability, and the expected motion controls of stepper motor are achieved. KEY WORDS: Mobile robot, motion control, bottom control, PIC16F877。 視覺導(dǎo)航機(jī)器人的運(yùn)動控制 ................................................................11 第 3 章 視覺導(dǎo)航輪式移動機(jī)器人底層硬件設(shè)計(jì) .............................13 167。 電路圖的設(shè)計(jì) ......................................................................................... 18 第 4 章 視覺輪式移動移動機(jī)器人的底層控制 .................................23 167。 而單片機(jī)驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)是非常常見的。 1962 年，美國 Unimation 公司的第一臺機(jī)器人Unimate。后來的月球車 行駛 37公里，向地球發(fā)回 88 幅月面全景圖。它通過聲納傳感器與視覺傳感器來探測環(huán)境中的障礙。 移動機(jī)器人的國際現(xiàn)狀 索杰納的成功應(yīng)用，成為移動機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的一個(gè)嶄新的里程碑，向人們展現(xiàn)了移動機(jī)器人代替人們從事骯臟 (Dirty)，危險(xiǎn) (Dangerous)，枯燥(Dull)工作的應(yīng)用潛力激發(fā)了人們對于移動機(jī)器人技術(shù)研究的極大熱情。此外歐盟還開展了移動機(jī)器人應(yīng)用于人道主義排雷等研究。 Technology Jointstock Company Ltd., RCL)把在開發(fā)空間機(jī)器人中獲得的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于開發(fā)地面機(jī)器人系統(tǒng)，如極坐標(biāo)平面移動 車、爬行移動機(jī)器人、球形機(jī)器人、工作伙伴平臺以及 ROSA2 移動車等 。D Program)，包括了服務(wù)機(jī)器人、惡劣環(huán)境中的機(jī)器人、微型機(jī)器人以及排雷機(jī)器人項(xiàng)目韓國信息與通訊部 (Ministry of Information and Communication ,