【正文】 這樣即使第4路超聲波傳感器接收到了第5路的回波，并且也由LM567產(chǎn)生了一個(gè)低電平請(qǐng)求中斷，但是由于該路的74HC125沒有選通，呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，因此這個(gè)信號(hào)是永遠(yuǎn)也無法被CPU響應(yīng)的。另一個(gè)原因是同一個(gè)移動(dòng)機(jī)器人上的超聲傳感器之間的相互干擾，也就是信息交叉的問題。人類的耳朵能聽到的聲波在20Hz20KHz之間，超聲波的頻率在20KHz40KHz之間。在移動(dòng)機(jī)械手系統(tǒng)中，絕大多數(shù)時(shí)間都在進(jìn)行目標(biāo)的搜索，僅僅是目標(biāo)物體找到并對(duì)正在平臺(tái)以后，才進(jìn)行距離的精確測(cè)量。 在本系統(tǒng)中，PWM信號(hào)經(jīng)過6N137后，加到了反相器74HC04上，經(jīng)過這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的變換后，我們用示波器觀察了PWM信號(hào)變得很陡，原來引腳HO和LO的毛刺消失了，電路工作更加穩(wěn)定了。功率器件的柵源極的驅(qū)動(dòng)電壓一般高于TTL電平（5～20V），因此要在柵極增加保護(hù)電路，可以用穩(wěn)壓二極管限制了所加?xùn)艠O電壓。它把驅(qū)動(dòng)高壓側(cè)和低壓側(cè)MOSFET或IGBT所需的絕大部分功能集成在一個(gè)高性能的封裝內(nèi)，外接很少的分立元件就能提供極快的開關(guān)速度和極低的消耗。r （27）在勻速直線運(yùn)動(dòng)中，風(fēng)的阻力很小，取β=；G是移動(dòng)機(jī)械手系統(tǒng)的重量490N。車輪在路面上滾動(dòng)時(shí)，輪胎與路面的接觸區(qū)域產(chǎn)生法向、切向的相互作用力并使輪胎和路面產(chǎn)生相應(yīng)的變形，同時(shí)還有輪胎與路面間的摩擦，從而形成了機(jī)器人行駛的滾動(dòng)阻力。系統(tǒng)復(fù)位時(shí)。MR：匹配寄存器。一般在外部晶振兩端并聯(lián)1M歐姆的電阻，使系統(tǒng)更容易起振。因?yàn)門HUMB代碼和ARM代碼一樣，在相同32位寄存器上進(jìn)行操作。電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元采用MOSFET構(gòu)成的H橋驅(qū)動(dòng)電路，LPC2119發(fā)出的PWM信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)芯片IR2110后，驅(qū)動(dòng)H橋電路，進(jìn)而帶動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。車輪轉(zhuǎn)向通過兩輪差速來完成。今年來，全球許多機(jī)器人研究機(jī)構(gòu)都展開與仿生機(jī)構(gòu)的研究工作。對(duì)于本文主要討論的輪式機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制，由于它是一個(gè)高度非線性的非完整性控制系統(tǒng)，對(duì)其的控制具有相當(dāng)?shù)碾y度。VoronoiDiagrams法和TangentGraph法【16】對(duì)可視圖法進(jìn)行了改進(jìn)；自由空間法應(yīng)用于機(jī)器人路徑規(guī)劃，采用預(yù)先定義的如廣義錐形和凸多邊形【17】等基本形狀構(gòu)造自由空間，并將自由空間表示為連通圖，通過搜索連通圖來進(jìn)行路徑規(guī)劃。文獻(xiàn)【11】提出了一種使多個(gè)機(jī)器人在不同層次上方便地進(jìn)行行為調(diào)整和協(xié)作的體系結(jié)構(gòu)，在這種體系結(jié)構(gòu)中，單個(gè)機(jī)器人采用分層式結(jié)構(gòu)，而不同機(jī)器人之間是分布式的關(guān)系，可以在每個(gè)層次上直接相互作用。自主式移動(dòng)機(jī)器人可以在沒有人共干預(yù)或極少人共干預(yù)的條件下，在一定的環(huán)境中有目的的移動(dòng)和完成指定的任務(wù)。在分布式體系 結(jié)構(gòu)中，各個(gè)功能模塊具有不同的輸入輸出對(duì)象和自身的不同功能，并行各工作，整個(gè)系統(tǒng)通過一個(gè)調(diào)度器實(shí)現(xiàn)整體的協(xié)調(diào)，包括制定總體目標(biāo)、任務(wù)分配、運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)和沖突消解等。定位方法根據(jù)機(jī)器人工作環(huán)境復(fù)雜性，配備傳感器的種類和數(shù)量等不同有多種方法。人工勢(shì)場(chǎng)法【22】是由Khatib提出的一種虛擬力法。文獻(xiàn)[30]中，作者提出了一種基于預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)的控制方法。本田公司1997年研制的Honda P3類人機(jī)器人代表著當(dāng)今世界雙足步行機(jī)器人的最高水平。（四）論文主要內(nèi)容第一章 綜述了移動(dòng)機(jī)器人的基本概念，著重討論了移動(dòng)機(jī)器人的相關(guān)技術(shù)，闡明課題的研究背景以及我的研究?jī)?nèi)容。本文的微處理器選擇的是PHILIPS公司的LPC2119單片機(jī)。實(shí)際運(yùn)行時(shí)，LPC2119 及其外圍芯片需要的電流約為40mA，所以該電源芯片足以勝任。定時(shí)器是增量計(jì)數(shù)的，但上溢時(shí)不會(huì)產(chǎn)生中斷，而只能通過比較匹配或者捕獲輸入產(chǎn)生中斷。利用捕獲單元測(cè)量一個(gè)脈沖所用的時(shí)間，就可以實(shí)現(xiàn)測(cè)速功能。在LPC2119中，、數(shù)字地和模擬地。它與路面的種類、行駛車速以及輪胎的結(jié)構(gòu)、材料、氣壓等有關(guān)；α為路面的坡度。∕s，由減速器減速比和車輪半徑可以推導(dǎo)出電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速應(yīng)該不低于：6900rpm。IR2110浮置電源采用自舉電路，其高端工作電壓可達(dá)600V，工作頻率可達(dá)500kHz。2）IR2110盡可能靠近功率MOSFET放置3）連接兩功率管的走線采用加寬導(dǎo)線直接連接，除非迫不得已，盡量不要使用過孔，絕對(duì)不要有環(huán)路。1. 精密超聲波采集電路設(shè)計(jì)移動(dòng)機(jī)械手系統(tǒng)的主要任務(wù)是要抓取目標(biāo)物體。其中，INPUTINPUT2和OUTPUT連接LPC2119的相應(yīng)引腳。其中相位檢測(cè)法雖然精度高，但檢測(cè)范圍有限；而聲波檢測(cè)法很容易受反射波的影響：所以現(xiàn)在用于機(jī)器人避障的測(cè)距方法中，多數(shù)使用渡越時(shí)間法【39】。例如，傳感器c接收到的超聲反射波除了由傳感器c發(fā)射的以外，還有傳感器d發(fā)射的，這樣對(duì)傳感器c而言，就產(chǎn)生了交叉信息干擾。本文采用目前較流行的ARM微控制器為核心，使用了光電編碼器、超聲避碰傳感器等實(shí)現(xiàn)對(duì)輪式機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制。由前面講述的18路超聲波的產(chǎn)生以及發(fā)射的原理可以知道，18路超聲中有16路是通過74HC154經(jīng)過譯碼而產(chǎn)生的。應(yīng)用本系統(tǒng)對(duì)所要求測(cè)量范圍20cm～400cm內(nèi)的平面物體做了多次測(cè)量發(fā)現(xiàn)，重復(fù)性好。通過2片74HC148構(gòu)成164編碼電路。其中(BN)代表棕色的線，是正電源線；（WH）代表白色的線，是TEACHIN接線；(GY)代表灰色的線，是同步控制信號(hào)線；(BK)代表黑色的線，是模擬信號(hào)輸出線；(BU)代表藍(lán)色的線，是地線。由于電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路板上的電流較大，為防止它干擾LPC2119控制板上的器件，必須用光耦將兩塊電路板進(jìn)行信號(hào)隔離。驅(qū)動(dòng)大容量的1GBT，在工作頻率較低的情況下，要注意自舉電容電壓穩(wěn)定性問題，上管的驅(qū)動(dòng)波峰頂如果出現(xiàn)下降的現(xiàn)象則要選取大的電容。根據(jù)電機(jī)制造商提供的電流計(jì)算公式： Im= +I0 （210）式中：ηmax —為電機(jī)的最高效率， 1 K —為電機(jī)的轉(zhuǎn)矩常數(shù)， mM由于我們的運(yùn)動(dòng)機(jī)械手系統(tǒng)主要的應(yīng)用環(huán)境為水平面，所以忽略上坡阻力，為了簡(jiǎn)化計(jì)算也忽略了加速阻力。其值為： F1= = （22）式中：Te—為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，N如果未使用A∕D轉(zhuǎn)換器，A∕D輸入可用作可承受5V電壓的數(shù)字I∕O口。每個(gè)捕獲寄存器CR都與一個(gè)器件引腳相連。當(dāng)使用JTAG調(diào)試時(shí)，往往需要用JTAG復(fù)位系統(tǒng)，此時(shí)由JTAG產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)同樣使∕RST和TRST變?yōu)榈碗娖?；而此時(shí)MAX708沒有復(fù)位，∕RESET引腳輸出高電平，74HC125為高阻狀態(tài)，將其兩端的高低電平隔離。ARM結(jié)構(gòu)是基于精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)（RISC）原理而設(shè)計(jì)的，指令集和相關(guān)的譯碼機(jī)制比復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)要簡(jiǎn)單得多。上位機(jī) ARM控制系統(tǒng) 超聲傳感碰撞傳感器精密超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)根據(jù)硬件設(shè)計(jì)需要，將平臺(tái)控制系統(tǒng)劃分為以下幾個(gè)部分實(shí)現(xiàn)：1）LPC2119控制電路設(shè)計(jì)2）直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)3）傳感器系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)ARM控制電路是整個(gè)移動(dòng)平臺(tái)控制系統(tǒng)的核心部分，它包括LPC2119應(yīng)用電路，精密超聲采集電路，串口通信電路，碰撞開關(guān)檢測(cè)電路。美國(guó)USC大學(xué)的Socially Mobile和The Nerd Herd【27】實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在多機(jī)器人學(xué)習(xí)、群行為、協(xié)調(diào)與協(xié)作等方面開展工作。文獻(xiàn)[30]將預(yù)見預(yù)測(cè)控制方法應(yīng)用于移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制中，首先利用三階Bezier曲線作為路徑生成器生成目標(biāo)軌跡，并以此為輸入信號(hào)設(shè)計(jì)最優(yōu)預(yù)見控制器作為系統(tǒng)的前饋補(bǔ)償，彌補(bǔ)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)延遲；然后使用擴(kuò)展卡爾曼濾波器作為預(yù)測(cè)模型，基于廣義預(yù)測(cè)控制（GPC）實(shí)現(xiàn)了預(yù)見預(yù)測(cè)（PPC）運(yùn)動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的魯棒性。 基于實(shí)時(shí)傳感信息的模糊邏輯算法【25】參考人的駕駛經(jīng)驗(yàn)，通過查表得到規(guī)劃信息，實(shí)現(xiàn)局部路徑規(guī)劃。陸標(biāo)定位【13】是在移動(dòng)機(jī)器人工作的環(huán)境里，人為地設(shè)置一些已知的陸標(biāo)，如超聲波發(fā)射器、激光反射板等，通過對(duì)陸標(biāo)的探測(cè)來確定機(jī)器人自身的位姿。文獻(xiàn)【6】考慮到智能體本身具有獨(dú)立性、自主性、開放性等優(yōu)點(diǎn)，將智能體的技術(shù)與進(jìn)化控制相結(jié)合，提出了一種基于多智能體的移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航進(jìn)化控制體系結(jié)構(gòu)。xx大學(xué)xx屆畢業(yè)論文一、緒 論（一）引言移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)是一門多科學(xué)交叉及綜合的高新技術(shù)，是機(jī)器人研究領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，它涉及諸多的學(xué)科，包括材料力學(xué)、機(jī)械傳動(dòng)、機(jī)械制造、動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、控制論、電氣工程、自動(dòng)控制理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)、生物、倫理學(xué)等諸多方面。機(jī)器人利用事先設(shè)計(jì)好的基本行為，根據(jù)實(shí)際環(huán)境和具體任務(wù)要求，自主創(chuàng)建滿足任務(wù)要求和適應(yīng)環(huán)境的具體行為。該方法把在不同時(shí)段建立的證據(jù)柵格匹配起來，使用一種爬山算法搜索可能的平移與轉(zhuǎn)動(dòng)空間，來消除推測(cè)航行法的誤差累積。它不要求適應(yīng)度函數(shù)是可導(dǎo)或連續(xù)的，而只要求適應(yīng)度函數(shù)為正，同時(shí)作為并行算法，它的隱并行性適用于全局搜索。文獻(xiàn)[35]將預(yù)見預(yù)測(cè)控制方法應(yīng)用于CNC機(jī)床的伺服控制中，取得了良好的效果。美國(guó)Oak Ridge國(guó)家試驗(yàn)室的Cooperative Robotics實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)【26】研究的協(xié)作機(jī)器人是集成了感知、推理、動(dòng)作的智能系統(tǒng)，著重研究在環(huán)境未知且在任務(wù)執(zhí)行過程中環(huán)境動(dòng)態(tài)變化的情況下，機(jī)器人如何協(xié)作完成任務(wù)。（一）系統(tǒng)硬件設(shè)務(wù)劃分根據(jù)機(jī)器人控制系統(tǒng)的功能，將移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)劃分為以下的幾個(gè)單元。ARM7TDMIS內(nèi)核是通用的32位微處理器，它具有高性能和低功耗的特性。當(dāng)復(fù)位鍵按下后，MAX708的∕RESET引腳輸出低電平，打開74HC125三態(tài)門，低電平出現(xiàn)在LPC2119的∕RST和TRST引腳，系統(tǒng)復(fù)位。CR：捕獲寄存器CR0～CR3，當(dāng)輸入信號(hào)跳變時(shí)，可取得定時(shí)