基于自学习循路的移动机器人模型设计与实现

　　随着科学技术的不断发展，机器人技术在航天、海洋、军事、建筑、交通、工业及服务业等领域已经取得广泛的应用和发展。而在一些特殊场合(如航天、深海作业及核工业等领域)，以无人探察车、无人排险车及无人运输车等为代表的机器人技术越来越受到关注。为此，笔者设计了一种具有道路记忆功能、使用灵活方便、应用范围较广的轮式移动机器人模型。

　　该机器人模型以微控制器MCU为核心，先由人对机器人模型按照所要行走的路线进行训练，即让机器人模型记忆该路线(将路线数据存储在存储器中)。以后机器人模型就可沿此路线重复行走。其记忆路线的方式灵活方便，可根据不同的要求和需要对其进行不同的路线训练以完成不同的任务。

　　该模型可以应用于一些人类不宜活动或较难控制的场合(如微型核反应堆的金属罐管系统、火场探测、辐射、消防、有毒、易燃、易爆物体场所的探测等)，也可作为室内服务机器人使用，以代替人完成家务劳动、厂区货物搬运、医院病历及资料的传递等。

　　该机器人模型具有以下特性：

　　●具有道路学习记忆和道路循迹重复功能;

　　●可模拟地图仿真训练，输出放大倍数可按需要设定;

　　●在实际工作时，如遇到障碍物可采用道路转移法绕过障碍物并沿原学习道路继续前进;

　　●工作时无人控制;

　　●光线较暗时会自动打开光源;

　　●前进距离可用LCD实时显示;

　　●运动状态可用指示灯实时显示;

　　●具有系统故障报警功能。

　　1、系统硬件设计

　　系统硬件设计框图如图1所示,核心控制部分采用Atmel公司的普及型8位MCU AT89C51?作为一款目前广泛应用的MCU,AT89C51提供有电机控制?LCD驱动显示以及传感信息等多种驱动功能和接口,另一方面,该MCU价格低廉,有很高的性价比?外接存储模块采用容量为256kB的24LC256闪存芯片,当然,也可以根据实际需要选用其它容量的闪存芯片?感光探测选用光敏电阻即可感应外界光线的强弱?障碍物探测采用美国邦纳工程有限公司的PicoDot PD系列激光传感器,该传感器能对被测物体进行精确的到位检测?定位和计数?

　　2、系统设计要点

　　轮式移动机器人模型的速度及方向可由两个后轮作为驱动轮来控制,MCU通过驱动芯片L293B驱动两个后轮电机?AT89C5可通过两个后轮对应的两个计速器来分别控制这两个后轮的转速,从而实现模型的前进和转向功能?

　　2.1 计速部分