【正文】 們放到夜空中。 機(jī)器人的發(fā)展 綜述 隨著科學(xué)技術(shù)的不 斷發(fā)展，尤其計算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，帶動了其他的技術(shù)的不斷的發(fā)展， 機(jī)器人就是一個典型的例子 。 1959 年，英格伯格和德沃爾聯(lián)手制造出第一臺工業(yè) 機(jī)器人。 總之，它們能在各種非常艱難危險的工作中，代替人甚至超過人類去從事各種工作。超聲波在相同媒體里傳播速度相同，即在相當(dāng)大的頻率范圍內(nèi)聲速不隨頻率變化，波動的傳播方向與振動方向一致，是縱向振動的彈性機(jī)械波， 它是借助于傳播介質(zhì)的分子運動而傳播的，波動方程描述方法和電磁波是類似的。 若 f=30kHz， 則 1/α =56m，它的物理意義是：在 (1/α )的長度上，平面聲波的振幅衰減為原來的 e 分之一，由此可以看出，頻率越高衰減的越厲害，傳播的距離越短。超聲波 經(jīng)反射物反射回來后，由傳感器接收端接收，再經(jīng)接 收電路放大、 整形，控制單片機(jī)中斷口。它的這種特性非常適用于本 系統(tǒng)，可將本系統(tǒng)所需要的分頻功能、計數(shù)功能、振蕩器、七段碼顯示全部由 MAX 來實現(xiàn)，而只需在外部配上適當(dāng)?shù)某暡▊鞲衅?、接收和發(fā)送電路，即可組成一個測量精度高、性能穩(wěn)定、響應(yīng)速度快且具有顯示功能的超聲波測距儀。超聲波在空氣中的傳播速度如設(shè)定為 332m/s，根據(jù)計數(shù)器記錄的時間 t，就可以計算出發(fā)射點距障礙物的距離 s，即： s=332t/2。相位檢測法雖然精度高，但檢測范圍有限；聲波幅值檢測法易受反射波的影響。斯坦福研究院 (SRI)的 Nils Nilssen 和 CharlesRosen 等人 早 在 20 世紀(jì) 70 年代 初就 研制了 Shakey 的自主移動機(jī)器人，目的是應(yīng)用人工智能技術(shù)研究機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境下的自主推理、規(guī)劃和控制。 視覺避障 視覺避障的優(yōu)點是探測范圍廣，可以獲得物體的形狀、速度等信息。 特別是當(dāng)超聲傳感器和障礙形成一定角度時會產(chǎn)生幻影導(dǎo)致機(jī)器人得到錯誤的信息，從而發(fā)生碰撞。在圖 4中傳感器發(fā)出的超聲波發(fā)生了鏡面反射，雖然障礙物和機(jī)器人很近，但是由于幻影的產(chǎn)生，機(jī)器人誤認(rèn)為障礙物很遠(yuǎn)，機(jī)器人就會和障礙物發(fā)生碰撞。把六個超聲傳感器的輸入信號分為左右兩組，每組三個，即機(jī)器人左邊三個超聲傳感器為左組，機(jī)器人右邊三個超聲傳感器為右組。 4 硬件系統(tǒng)設(shè)計 超聲波測距系統(tǒng)硬件設(shè)計 超聲波測距部分是機(jī)器人避障的核心部分。因此，單 片機(jī)只需要與適 當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個單片機(jī)控制系統(tǒng)。 14 圖 10 AT89C52 單片機(jī) 的 最小系統(tǒng) 復(fù)位電路 ： 由電容串聯(lián)電阻構(gòu)成 ， 由圖并結(jié)合 “ 電容電壓不能突變 ” 的性質(zhì) ， 可以 知道 ，當(dāng)系統(tǒng)一上電 ， RST 腳將會出現(xiàn)高電平 ， 并且 ， 這個高電平持續(xù)的時間由電路的 RC 值來決定 。圖中輸出端上拉電阻 R7， R9， 一方面可以提高反向器 74HC04 輸出高電平的驅(qū)動能力 ， 另一方面可以增加超聲換能器的阻尼效果 ， 縮短其自由振蕩的時間。當(dāng)接收到與 CX20216 濾波器中心頻率相符的回波信號時 ， 其輸出端 7 腳就輸出低電平 ， 而輸出端 7 腳直接接到 AT89C52 的 INT0 引腳上 ， 以觸發(fā)中斷。當(dāng)顯示內(nèi)容不太多，可以排除； 經(jīng)過四種方案的比較以及本系統(tǒng)實際，由于該系統(tǒng)需要顯示兩個內(nèi)容，上述的 LCD 液晶顯示比較妥善，我們選擇性價比相對高的 LCD1602 液晶。 圖 14 避障步驟圖 18 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計 單片機(jī)編程產(chǎn)生超聲波，在系統(tǒng)發(fā)射超聲波的同時利用定時器的計數(shù)功能開始計時，接收到回波后，接收電路輸出端產(chǎn)生的負(fù)跳變在單片機(jī)的外部中斷源輸入口產(chǎn)生一個中斷請求信號 ，響應(yīng)外部中斷請求，執(zhí)行外部中斷服務(wù)子程序，停止計時，讀取時間差，計算距離，然后通過軟件譯碼，將數(shù)據(jù)輸出 P0、 P1和 P2口顯示。經(jīng)過擬合 ， 我們得到下面的方程 ： y= ( 其中 : y 為實際值 , x 為測量值 )修正后本超聲波測距系統(tǒng)測量值與實際值的對應(yīng)關(guān)系如表 3 所示 : 障礙物 實際距離 （ cm） 測量 距離（ cm） 45 60 75 100 125 150 175 200 表 3 修正后超聲測距系統(tǒng)測量值與實際值 （ 單位 ： cm） 從修正后的數(shù)據(jù)我們可以看出 , 系統(tǒng)的 測量誤差在177。通過對單片機(jī)產(chǎn)生的方波信號進(jìn)行放大，以驅(qū)動傳感器工作。但由于經(jīng)驗不足，電路硬件、軟件部分都有不夠完善的地方，在今后的學(xué)習(xí)中會進(jìn)一步改進(jìn)。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我深刻地認(rèn)識到學(xué)好專業(yè)知識的重要性，也理解了理論聯(lián)系實際的含義，并且檢驗了大學(xué)四年的學(xué)習(xí)成果。_nop_() define uchar unsigned char define uint unsigned int define ulong unsigned long /*************************************** 位定義 ****************************************/ sbit csb=P3^6。 uint count=0。 temp*=speed。break。break。break。break。break。break。break。break。break。break。break。break。break。break。i) { csb=!csb。 nop。 flag=0。i) { csb=!csb。 nop。 flag=0。i) { csb=!csb。 nop。 flag=0。//send_(16)。yellow=0。red=0。 29 } flag_2=3。 if(dis_4[0]dis) dis=dis_4[0]。 TH0=0。 if(dis==0) { tran1()。 } } else time=dis。j4。 TR0=0。 } else { high_time=0。 } } 32 The Research about Fuzzy Collision Avoidance in Ultrasonic Ranging Robots Electronic and Information Engineering ******* Tutor ***** Abstract: When mobile robots working, it interfere inevitably by obstructions, obstacles will affect seriously in the efficiency of the robot, serious collide may make the robots breakage, so it is very important to achieve the robot avoided obstacle automatic. This paper based on the mon use of sensors , analyzes the intelligent mobile robot how to obstacle avoidance, based on ultrasonic sensor, proposed a system about the fuzzy distance of the mobile robot obstacle avoidance, and write up in details about the principles and characteristics of ultrasonic sensors, the core used is AT89C52 MCU and let ultrasonic range finder to detect obstacles, through the signal processing on MCU, motordriven steering the azimuth, make it turn left ,right ,go and back, so as to achieve the function about the automatic obstacle avoidance . Study through the practice is easy to accept and understand of fuzzy control mechanism and strategy for obstacle avoidance, it will more convenient for application and development, fuzzy obstacle avoidance algorithm has great adaptability to the environment, the robot can be achieved the obstacle avoidance under different environmental conditions. Key words: AT89C52 microcontroller。 flag=1。 lcd_pos(1,6)。 if(tc_say==4) { soundplay(time)。} } dis=do_s(dis)。 EA=1。 } /*************************************** 函數(shù)名： void main(void) 功能：主函數(shù) ****************************************/ void main(void) { data ulong time。 yellow=1。 if(flag_2!=3) { send_(19)。 delay_nms(50)。 while(!busy)。 } /*************************************** 函數(shù)名： void dis_all(ulong dis_s) 28 功能：控制 LED 指示燈 ****************************************/ void dis_all(ulong dis_s) { show(dis_s)。 } csb=1。 nop。 } void tran2() { uchar i。 } 27 csb=1。 nop。 } void tran1() { uchar i。 } csb=1。 nop。 } } /*************************************** 函數(shù)名： void tran()， void tran1()， void tran2() 功能：超聲波的發(fā)射 ****************************************/ void tran() { uchar i。break。break。break。break。break。break。break。break。break。break。break。break。break。 } /*************************************** 函數(shù)名： ulong do_s(ulong dis_1) 功能：距離補(bǔ)償 ****************************************/ ulong do_s(ulong dis_1) { uchar n。 uchar flag_2=0。 sbit yellow=P2^4。但是我將在以后的工作和學(xué)習(xí)中繼續(xù)努力、不斷完善。了解了超聲波傳感器的原理，學(xué)會了各種放大電路的分析、設(shè)計，也掌握了單片機(jī)的開發(fā)過程和利用單片機(jī)設(shè)計電