【正文】 digitalWrite(pinLF,HIGH)。 delay(e * 100)。 } void turnL(int e) //左轉(zhuǎn) (雙輪 ) { digitalWrite(pinRB,HIGH)。 //使馬達 （ 右后 ） 動作 digitalWrite(pinRF,HIGH)。 digitalWrite(pinLB,LOW)。 digitalWrite(pinLF,HIGH)。 delay(a * 100)。 // 定義伺服馬達輸出第 5 腳位 (PWM) } void advance(int a) // 前進 { digitalWrite(pinRB,LOW)。 // 腳位 10 (PWM) pinMode(pinRF,OUTPUT)。 // 倒車 基于行為設(shè)計的移動機器人設(shè)計與實現(xiàn) 34 void setup() { (9600)。 // 伺服馬達轉(zhuǎn)向后的穩(wěn)定時間 int Fgo = 8。 // 右速 int Lspeedd = 0。 // 定義 11 腳位右前 int inputPin = A0。 首都師范大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 33 附錄 超聲波智能避障車程序（ ARDUINO） L = 左 R = 右 F = 前 B = 后 */ include int pinLB=6。也正是因為在老師的指導(dǎo)下我的論文進行不斷的改正，才有機會變得越來越好。 兩個人不僅有兩個大腦和更多 的主意和知識 ，最重要的事能夠 在遇到困難時可以相互鼓勵學(xué)習， 互相分擔。在這段時間里，非常感謝在遇到困難時我的同學(xué)們所給予 的支持和 鼓勵，給我提供專業(yè)的意見和建議。 在我們未來的工作與生活中，會越來越多的需要機器人代替人力來工作和完成一些難度較大或較為費力的任務(wù)，對這些實用的機器人的需求也會越來 越大。 智能車的應(yīng)用減少了人們的工作危險系數(shù)，解決了惡劣環(huán)境下勘探的需求，實現(xiàn)了即是沒有人操作應(yīng)用機器也能很好的完成工作，這項研發(fā)可謂是一舉多得。無人駕駛的機動車行駛在路上，擁有定位和導(dǎo)航的功能后就可以將人或物品送到我們所需要送到的位置。這次的畢設(shè)實踐學(xué)習讓我受益匪淺。 這次的項目實訓(xùn)讓我感觸最深的是：作為電子愛好者，電 子制作中不管遇到什么問題和困境都要有一顆平靜的心和堅持不懈的精神，一顆浮躁的心是不會到達成功的彼岸。所以我們將控制右側(cè)車輪的電機的接線進行修改，這個問題便得以解決。有 EA， I1， I2， EB， I3， I4 六個端子用于控制電機。 調(diào)試超聲波模塊 超聲波模塊一共有四個腳，一個是 VCC，一個是 GND,還有兩個分別是超聲波的發(fā)射和接收引腳。還有一個問題就是小車在遇到障礙物之后的反應(yīng)速度并不是很快，需要障礙物在前面平行持續(xù) 1,2 秒才可以做出轉(zhuǎn)向的判斷，這個延遲反應(yīng)也經(jīng)常造成小車和障礙物發(fā)生碰撞，這也是我們遇到的最大問題，在這個問題上我們做了很多程序上的調(diào)試，但終究達不到很理想的效果， 在后續(xù)的試驗中，我們準備嘗試換一個感測避障模塊 進行嘗試改進。所以我們將控制右側(cè)車輪的電機的接線進行 改 接 ，這個問題便得以解決。之所以最終沒有選擇 紅外線傳感 ，是因為 紅外線 對使用環(huán)境有較 高 的要求，當遇上淺色或是深色的家居物品它無法反射回來，會造成機器人無法正常避障。這個板子不僅適用于智能程控小車、輪式機器人等，還可以配合各種控制器使用。這種電路由于工作在管子的飽和截止模式下，則效率非常高； H 橋電路保證了可以簡單地實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制，電子開關(guān)的速度很快，穩(wěn)定性也很高。在最初我們設(shè)計了兩個驅(qū)動方案的選擇。 遇到的問題和解決方法 在此之前我們并沒有制作過任何智能的機器人。 //顯示方向 (倒退 ) }基于行為設(shè)計的移動機器人設(shè)計與實現(xiàn) 26 第 五 章 實驗及結(jié)果分析 預(yù)期目標 總體來說本次試驗達到預(yù)期目標 。即可防止車在行進途中卡在死巷里。 編寫模擬信號，定義馬達左前動作為高電平 digitalWrite(pinLF,HIGH)。 delay(c * 100)。 編寫模擬信號，定義馬達右前 動作為高電平 digitalWrite(pinRF,HIGH)。 編寫模擬信號，定義馬達左前 動作為高電平 digitalWrite(pinLF,HIGH)。 delay(g * 100)。 編寫模擬信號，定義馬達右前動作為低電平： digitalWrite(pinRF,LOW)。 編寫模擬信號，定義馬達左前動作為高電平： digitalWrite(pinLF,HIGH)。該函數(shù)也是一個無返回值的函數(shù)，函數(shù)有兩個參數(shù) pin 和 value，pin 參數(shù)表示所要設(shè)置的引腳， value 參數(shù)表示輸出的電壓 HIGH（高電平）或 LOW（低電平）。電機驅(qū)動板、舵機、超聲波模塊直接與 Arduino 核心控制板相連，電源模塊分別給電機驅(qū)動板和 Arduino 板供電。 2： TRIQ 信號輸入。 舵機 需要連接的 有三條線， 分別是 +， ，信號 。 圖 小車搭建成品 連線 電機的連線 L298N 的供電處理 ： 用 6 節(jié) 5 號電池盒取一路電源給 L298N 電機驅(qū)動模塊供電，另一路給 ARDUINO 主板供電給 L298N 電機驅(qū)動模塊供電的電源 +極接 L298N 的 VMS 接口，電源的 接 L298N的 GND 接口， L298N 板上的 +5V 接口放空不接。 圖 ，并用 螺絲緊固 如圖 。 圖 電源模塊實物圖 小車的基本搭建 舵機 ,云臺和超聲波的連接步驟如下圖： 圖 準備好云臺舵機超聲波安裝所需配件。(2)模塊自動發(fā)送 8 個 40khz 的方波，自動檢測是否有信號返回； (3)有信號返回，通過 IO 口ECHO 輸出一個高電平，高電平持續(xù)的時間就是超聲波從發(fā)射到返回的時間。 這種調(diào)速方式有調(diào)速特性優(yōu)良、調(diào)整平滑、調(diào)速范圍廣、過載能力大，能承受頻繁的負載沖擊，還可以實現(xiàn)頻繁的無級快速啟動、制動和反轉(zhuǎn)等優(yōu)點。用單片機控制晶體管使之工作在占空比可調(diào)的開關(guān)狀態(tài)，精確調(diào)整電機轉(zhuǎn)速。支持 ISP 下載功能。修改程序后就可以繼續(xù)編譯上傳了。其中Sketch 是草圖的意思，在 Arduino IDE 中，每個 Arduino 程序都稱為 sketch，他是一個基于行為設(shè)計的移動機器人設(shè)計與實現(xiàn) 10 可以上傳進 Arduino Board 中的程序包，當然經(jīng)過編譯以后他就不是代碼包了。 右下角是波特率 ， 波特率接收端和發(fā)射端要相同，要不然收到的 會是亂碼 。 圖 Arduino IDE 運行界面 首都師范大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 9 圖 就是 upload 上傳 功能 。 Arduino IDE 如圖 這是運行界面 。 Arduino 可以使用現(xiàn)有 的電子元件例如開關(guān)或者傳感器或者其他控制器件、 LED、步進馬達或其他輸出裝置。有了bootloader 之后，可以通過串口或者 USB to Rs232 線更新固件。硬件框架圖如圖 。電源連接在 Arduino 單片機上給整個小車供電。該直流電機 PWM 控制系統(tǒng)由以下電路模塊組成：設(shè)計控制部分：主要由 AT89S52 單片機的外部中斷擴展電路組成。 基于行為設(shè)計的移動機器人設(shè)計與實現(xiàn) 6 第二章 避障小車機器人的總體設(shè)計 設(shè)計 原理與方法 本設(shè)計中 直流電機 PWM 控制系統(tǒng)的主要功能包括實現(xiàn)對直流電機的加速、減速，并且可以調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速，能夠很方便的實現(xiàn)電機的智能控制。 利用超聲波傳感器檢測道路上的障礙，然后把數(shù)據(jù)傳送給單片機，當超聲波檢測到距離小車前方有障礙物時單片機就發(fā)出指令讓小車左轉(zhuǎn)一定角 度，然后停止運行繼續(xù)探測 .如果前方?jīng)]有障礙物就直走，否則繼續(xù)左轉(zhuǎn)一定角度。 本設(shè)計主要體現(xiàn)多功能小車的智能避障功能，本設(shè)計中的理論方案、分析方法及特色與創(chuàng)新點等可以為自動運輸機器人、采礦勘探機器人、家用自動清潔機器人等自動半自動 機器人的設(shè)計與普及有一定的參考意義。中國起步較晚，而后進入了大力發(fā)展的時期，以期以機器人為媒介物推動整個制造業(yè)的改變，推動整個高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的壯大 Arduino 智能避障機器人研究意義和目的 機器人的感覺傳感器種類非常多，其中視覺傳感器成為研制自動行走和駕駛機器人的重要部件。這些關(guān)鍵技術(shù)主要有以下幾個方面：多傳感信息耦合技術(shù)，多傳感器信息融合就是指綜合來自多個傳感器的感知數(shù)據(jù) ,以產(chǎn)生更可靠、更準確或更全面的信息，經(jīng)過融合的多傳感器系統(tǒng)能夠更加完善、精確地反映檢測對象的特性 ,消除信息的不確定性 ,提高信息的可靠性；導(dǎo)航和定位技術(shù)，在自主移動機器人導(dǎo)航中，無論是局部實時避障還是全局規(guī)劃，都需要精確知道機器人或障礙物的當前狀態(tài)及位置，以完成導(dǎo)航、避障及路徑規(guī)劃等任務(wù)；路徑規(guī)劃技術(shù)，最優(yōu)路徑規(guī)劃就是依據(jù)某個或某些優(yōu)化準則，在機器人工 作空間中找到一條從起始狀態(tài)到目標狀態(tài)、可以避開障礙物的最優(yōu)路徑；機器人視覺技術(shù)，機器人視覺系統(tǒng)的工作包括圖像的獲取、圖像的處理和分析、輸出和顯示 ,核心任務(wù)是特征提取、圖像分割和圖像辨識；智能控制技術(shù)，智能控制方法提高了機器人的速度及精度；人機接口技術(shù)，人機接口技術(shù)是研究如何使人方便自然地與計算機交流。智能移動機器人研究中當前的核心問題有兩方面：一方面是，提高智能移動機器人的自主性，這是就智能移動機器人與人的關(guān)系而言，即希望智能基于行為設(shè)計的移動機器人設(shè)計與實現(xiàn) 4 移動機器人進一步獨立于人，具有更為友善的人機界面。 Arduino 基于 AVR 平臺，對 AVR 庫進行了二次編譯封裝，把端口都打包好了，寄存器啦、地址指針之類的基本不用管。對于老師們來說，一般都能很方便的 使用 Processing 編程環(huán)境，所以如果學(xué)生學(xué)習過使用 Processing 編程環(huán)境的話，那他們在使用 Arduino 開發(fā)環(huán)境的時候就會覺得很相似很熟悉。 而且 Arduino 軟件可以 跨平臺 運行在 Windows， Macintosh OSX，和 Linux 操作系統(tǒng)。例如： Parallax Basic Stamp ， Netmedia ’ s BX24 ， Phidgets ， MIT ’ s Handyboard 和其它等等提供類似功能的。有了bootloader 之后，可以通過串口或者 USB to Rs232 線更新固件。 Arduino 開發(fā) IDE 接口基于開放源代碼原，可以讓您免費下載使用開發(fā)出更多令人驚艷的互動作品?；?Arduino 的項目， 可以只包含 Arduino，也可以包含 Arduino 和其他一些在 PC 上運行的軟件，他們之間進行通信 (比如 Flash, Processing, MaxMSP)來實現(xiàn)。你只要在 IDE 中編寫程序代碼，將程序上傳到Arduino 電路板后，程序便會告訴 Arduino 電路板要做些什么了。選用 Arduino單片機作為控制核心，使用仿生超聲波技術(shù)傳感器進行避障的實現(xiàn)。 在我們的生活里，有很多的機器人，如圖 所示， 這兩種機器人分別是掃地機器人 和滅火機器 人。 ultrasonic sensors。該系統(tǒng)在驅(qū)動方面采用 L298N 驅(qū)動 2 個直流電機帶動小車運行。 當超聲波檢測到距離小車前方 25CM 有障礙物時單片機就發(fā)出指令讓小車左轉(zhuǎn)一定角度，然后停止行進 繼續(xù)探測 .如果前方 25CM 沒有障礙物則直行 ，否則繼續(xù)左轉(zhuǎn)一定角度。 論文編碼 ： TP39 C ap it al N or m al U n ive r sit y 首都師范大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 基于行為設(shè)計的移動機器人設(shè)計與實現(xiàn) —— 機器人機械設(shè)計模塊 Design and Implementation of Mobile Robot Based on Behavior Design —— Robot Mechanical Solutions 論文作者 ： 張倩穎 院 系 ： 信息工程學(xué)院 專 業(yè) ： 計算機科學(xué)與技術(shù) 學(xué) 號 ： 1111000055 指導(dǎo)老師 ： 徐敏 完成日期 ： 2020 年 4 月 25 日 首都師范大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 I 摘要 本文簡要介紹了 基于行為設(shè)計的移動機器人設(shè)計與實現(xiàn) 一種基于 Arduino 新型集成開發(fā)環(huán)境的超聲波避障小車的工作原理 。如此通過超聲波不斷的循環(huán)檢測周邊環(huán)境的情況進行自動避障。并且，用PWM 系統(tǒng)調(diào)速 ,控制小車前進的速度。obstacle avoidance 首都師范大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 III 第一章 緒論 ......