【正文】 克 的底部 。 由于可靠地 最小 測量 距離 是 10 厘米，傳感器放置 在距離小車前面 約 9 厘米 處 。這使得 測量 點 非常接近機器人的 前面 。 電子 器件 為了控制電機的速度，脈沖寬度調(diào)制（ PWM） 用 來驅(qū)動兩個 L2722 運算放大器 以使其工作 在開環(huán)模式（圖 1）。 IC 的高輸入電阻 使 馬達(dá)從供電的 PWM 電路 中得到 非常小功率。為了 使 電機 的 供 電與其他器件的供電相分開，專門一個 V鎳鎘電池 為 電機供 電，而 其余的電子 器件 用一個標(biāo)準(zhǔn)的 9 伏的 電源供電。這樣 運算放大器 在持續(xù)工作時就產(chǎn)生了很少的過熱。這部分熱通過一個小熱槽和一個散熱風(fēng)扇使其保持平衡。 圖 每個直流電動機 注： PWM 信號電壓在 0 至 5V 之間。 微控制器 計算是由 Arduino Duemilanove 板和 ATmega328 微控制器 完成的 。該 電路板 具有低功耗 和支持原始 PWM 信號的特點。 此外，它 還 有一個 適應(yīng)快速變化的輸入端。 Arduino 的編程語言具有 C 語言的形式 。 這個電路板提供了簡易低成本的機器人開發(fā)電路 。 3 避障 的 模糊控制方案 為了 將 模糊邏輯應(yīng)用 于機器人運作，而開發(fā)了一個詮釋 測量距離 的設(shè)計 。雖然最終的算法在很大程度上 取決于 該機器人本身以及它如何運作， 但還是要 遵循一些基本準(zhǔn)則 的 。類似的研究項目既提供模擬結(jié)果及模糊控制的執(zhí)行 方法 。[3,4,5] 附屬 功能 由此引出了 三 種 附屬 功能 ,它們分別是測量 距離，平移速度和旋轉(zhuǎn)速度。 他們由 2 各輸入 隸屬函數(shù)和 8 個輸出隸屬函數(shù)（圖 2） 組成 。三角形和梯形函數(shù)是專用的 ，因為它們計算速 度 快，易于修改。保持計算時間到最低限度是必要的，以便多 組 數(shù)據(jù) 每秒 （大約每 40 毫秒 /個 ） 都可以得到分析 。 距離 隸屬函數(shù) 可以使來自 距離紅外傳感器的距離 信息 迅速 “ 模糊化 ” ，而 8 速模糊值函數(shù) 將其 轉(zhuǎn)換回準(zhǔn)確 的 數(shù) 值。 基本規(guī)則 一旦輸入數(shù)據(jù)模糊化，模糊邏輯定義的 8 個規(guī)則（表一） 就被 執(zhí)行，以 便將 模糊值分配 給 平移速度和旋轉(zhuǎn)速度。這導(dǎo)致每個組件的模糊輸出 有多個值 。 因此有必要采 用 每個組件的最 大 值作為模糊 值 。最后， 通過最大輸出技 術(shù)將 這些模糊輸出值 “ 解模糊 ” ，其結(jié)果是用來更新每個馬達(dá)的速度。 （一） （二） （三） 圖 函數(shù) 分別用來測量 （ 1）距離，（二）翻譯速度，以及（ c）轉(zhuǎn)動速度。 這些 函數(shù)從 參考 文獻(xiàn) 3 類似的 內(nèi)容中借鑒而來 。 表 1 用于控制 的 模糊邏輯規(guī)則庫 4 結(jié)果 該 設(shè)計使 模糊控制的機器人 能夠 迅速回應(yīng)檢測 到 的障礙。這使得它 能沿著墻壁和角落 行動而不會撞 擊 到 任何障礙 物 。然而，由于紅外傳感器的尺寸取決于周圍 物體幾何 形狀 ，很多時候機器人 也 無法檢測 到 障礙 物 。例如，當(dāng)紅外線光束擊中地面的 傾 斜 處事 ，則反映出遠(yuǎn)離傳感器和不 認(rèn)為是 一 個 障礙 對象。此外，使用有限數(shù)量的規(guī)則 可能限制 機器人 的一些反應(yīng) 。有些文章建議多達(dá) 40 條 規(guī)則應(yīng)加以 使用，而另一些傾向于 10 和 20 條 之間。由于該項目不探索復(fù)雜的機器人運動學(xué)或模擬計算， 以至于 它是難以確定 到底有多少規(guī)則應(yīng)該被使用。但是，作為一個模糊邏輯的宗旨測試導(dǎo)航助手，八個規(guī)則就足夠了。盡管有許多相似的問題，IR 和超聲波傳感器的距離有可靠地獲取 途徑 ，魯棒性模糊邏輯 通常 是 能夠 能防止機器人 跑向 障礙 物 。 5 結(jié)論 這有幾個簡單的改進(jìn) 方法 可以 借鑒到 未來的迭代項目 中 以提高機器人的性能。最引人注目的將是 實現(xiàn) 紅外線或超聲波傳感器在伺服使他們能夠每次掃描一個完整的 180 度。然而，這種類型的改革可能會破壞一些模糊邏輯的 簡化 。另一個有用策略是使用一些 不同 的傳感器，使數(shù)據(jù) 獲 取多 元化 。該紅外傳感器 在設(shè)計中使用的 是 最小 測量 距離 為 10 厘米的，所以 很多障礙 在前面無法可靠地檢測到。同樣，最大 測量 距離 是 80 厘米的傳感器 也 是 對 遠(yuǎn)處的物體 很難作出反應(yīng)。超聲波傳感器在稍微增加成本和反應(yīng)時間 的同時， 可以 有效 增 大測量范圍 。最后，定義更 多附屬 函數(shù)可以 改善 機器人的 反應(yīng) 能力 。但是，這樣做將再次增加系統(tǒng)的復(fù)雜性。 因此，一個簡單的模糊控制機器人的移動 方向和 移動速度 的 方案 ，通過本設(shè)計 成功 的 實 現(xiàn) 了 。在沒有經(jīng)過大量的其他方法 的研究時， 很難確定這是否 是一個值得的方法 這是很明顯， 但是 模糊邏輯系統(tǒng)的設(shè)計 ， 提供了一 種 對某些層面的簡單 化 研究 的方法 。此外，它是一個處理環(huán)境中各種實際不確定性 的 新方法。 6 參考文獻(xiàn) 1 Ed. M. Jamshidi, N. Vadiee, and T. Ross, Fuzzy logic and control: software and hardware applications, (Prentice Hall: Englewood Cliffs, NJ) 292328. 2 Ibid, 232261. 3 W. L. Xu, S. K. Tso, and Y. H. Fung, Fuzzy reactive control of a mobile robot incorporating a real/virtual target switching strategy, Robotics and Autonomous Systems, 23(3), 171186 (1998). 4 V. Peri and D. Simon, “Fuzzy logic control for an autonomous robot,” 2022 Annual Meeting of the North American Fuzzy Information Processing Society, 337342 (2022). 5 A. Martinez, E. Tunstel, and M. Jamshidi, Fuzzylogic based collisionavoidance for a mobile robot, Robotica, 12(6) 521–527 (1994). 6 W. L. Xu, S. K. Tso, and Y. H. Fung, Fuzzy reactive control of a mobile robot incorporating a real/virtual target switching strategy, Robotics and Autonomous Systems, 23(3), 171186 (1998).