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1、 实训报告实训报告 走迷宫机器人走迷宫机器人 姓名 张 学号 20101302 组员 王 班级 计控 1101 系部 计算机应用系 2 摘摘 要要 我们本次实训采用的能力风暴机器人套件组装的智能 小车 利用两层钢板做为车架 以 AS EICON II 控制器为 核心 加上灰度传感器和电源供电电路以及其他电路组成 AS EICON II 控制器对灰度传感器采集到得信号予以分析 判断 及时控制驱动直流电机以调整小车前进后退以及左 右移动 此外 对整个控制软件设计和程序的编制以及程 序的调试 使小车能够沿着黑色轨迹自动行驶 实现小车 自动寻迹走出迷宫的目的 关键词 关键词 AS EICON II 灰
2、度传感器 调试 黑色轨迹 3 AbstractAbstract TheThe trainingtraining abilityability stormstorm robotsrobots kitkit assemblyassembly smartsmart car car twotwo layerslayers ofof steelsteel asas a a frame frame asas thethe corecore thethe AS EICONAS EICON IIII controller controller plusplus GrayscaleGrayscale senso
3、rsensor andand powerpower supplysupply circuitcircuit andand otherother circuits circuits AS EICONAS EICON IIII controllercontroller graygray sensorsensor signalsignal acquisitionacquisition toto bebe analyzedanalyzed toto determine determine inin a a timelytimely mannermanner toto controlcontrol th
4、ethe drivedrive DCDC motormotor toto adjustadjust thethe carcar forwardforward andand back back andand movemove around around inin addition addition controlcontrol softwaresoftware designdesign andand programprogram preparation preparation andand programprogram debugging debugging carcar automaticau
5、tomatic traveltravel alongalong thethe blackblack trajectorytrajectory toto achieveachieve thethe purposepurpose ofof thethe carcar withwith automaticautomatic tracingtracing outout ofof thethe labyrinth labyrinth Keywords Keywords AS anAS an EICONEICON II II gray scalegray scale sensors sensors deb
6、ugging debugging blackblack trajectory trajectory 4 目目 录录 1 项目概述 3 2 迷宫图 4 3 机器人套件组成 4 3 1 电机 4 3 2 控制器 5 3 3 传感器 5 3 3 1 光电传感器 5 3 3 2 碰撞传感器 5 3 3 3 灰度传感器 6 3 3 4 声音传感器 6 4 系统设计 7 4 1 小车组成 7 4 1 1 控制部分组成 7 4 1 2 传感器的选择 8 4 2 小车的效果图 9 4 3 设计框图 9 5 走迷宫算法设计 10 5 1 走直线 10 5 2 向左转 11 5 5 3 向右转 11 6 程序模块
7、 12 7 总结 13 1 1 项目概述项目概述 利用能力风暴机器人套件 组装成一个小车 然后利用能力风暴机器人套 件里面的 AS EICON II 控制器控制该小车能够走出指定的迷宫 具体的要求如 下 1 组装为一个三轮小车 其中两个为主动轮 一个为从动轮 2 分析该小车的控制部分组成 3 设计小车的传感器的组成 并能形成相应的控制思路 4 设计算法 使小车能从指定迷宫走出来 5 完成实训报告 6 2 2 迷宫图迷宫图 图 1 迷宫图 3 3 机器人套件组成机器人套件组成 3 13 1 电机电机 AS EICON II 控制器提供 4 路电机控制 可连接 AS EI 配套电机 实现电 机正转
8、 反转 停止 调速等操作 3 23 2 控制器控制器 AS EICON II 控制器采用了 ARM7 内核是通用的 32 位微处理器 它具有高 性能和低功耗的特性 采用 vjc2 0 流程图编程 集成的 USB2 0 接口 程序下 载方式更快更易于使用 7 3 33 3 传感器传感器 3 3 13 3 1光电传感器光电传感器 光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的 它 首先把被测量的变化转换成光信号的变化 然后借助光电元件进一步将光信号 转换成电信号 图 2 光电传感器 3 3 23 3 2碰撞传感器碰撞传感器 碰撞传感器用于检测碰撞程度 但前面有障碍物时 传感器的开关为
9、通路 能够把信号发送给控制器 控制器再使小车转向 8 图 3 碰撞传感器 3 3 33 3 3灰度传感器灰度传感器 灰度传感器利用不同颜色的检测面对光的反射程度不同 光敏电阻对不同 检测面返回的光其阻值也不同的原理进行颜色深浅检测 在有效的检测距离内 发光二极管发出红光 照射在检测面上 检测面反射部分光线 光敏电阻检测 此光线的强度并将其转换为智能小车可以识别的信号 图 4 灰度传感器 3 3 43 3 4声音传感器声音传感器 声音传感器内置一个对声音敏感的电容式驻极体话筒 声波使话筒内的驻 极体薄膜振动 导致电容的变化 而产生与之对应变化的微小电压 这一电压 随后被转化成 0 5V 的电压
10、经过 A D 转换被数据采集器接受 并传送给控制器 9 图 5 声音传感器 4 4 系统设计系统设计 4 14 1 小车组成小车组成 AS EICON II 控制器 两个电机 两个轮胎 电池 五个灰度传感器 小 车底盘 圆轴 短插销 方轴 连接器若干 4 1 14 1 1 控制部分组成控制部分组成 32 位 ARM 处理器 9 路模拟信号输入端口 6 路 DO 数字输出和伺服电机输 出 4 路电机驱动 标准 I2C 接口 外接电源接口 2 个按钮控制界面 USB2 0 接口 液晶显示屏幕 10 图 6 控制器 4 1 24 1 2 传感器的选择传感器的选择 本次智能小车采用了 5 个灰度传感器
11、用于循线 由于灰度传感器利用不同 颜色的检测面对光的反射程度不同 光敏电阻对不同检测面返回的光其阻值也 不同的原理进行颜色深浅检测 在有效的检测距离内 发光二极管发出红光 照射在检测面上 检测面反射部分光线 光敏电阻检测此光线的强度并将其转 换为智能小车可以识别的信号 相比光电传感器更容受外界的光线所干扰 故 采用灰度传感器 11 4 24 2 小车的效果图小车的效果图 图 7 小车效果图 4 34 3 设计框图设计框图 开始 1 传感器的值 小车向左前 进 小车前进 小车向右前 进 小车向左转 弯 小车向右转 弯 图 8 设计框图 12 5 5 走迷宫算法设计走迷宫算法设计 5 15 1 走
12、直线走直线 图 9 小车直线行驶图 当机器人智能小车沿着直线走时 传感器会有不同的显示 如下 01000 机器人智能小车轻微向右偏离赛道 10000 机器人智能小车严重向右偏离赛道 00100 机器人智能正好处于赛道黑线上 00010 机器人智能小车轻微向左偏离赛道 00001 机器人智能小车严重向左偏离赛道 通过传感器对不同情形的反馈 就可以确保小车能够准备的沿着赛道的黑线前 进 13 5 25 2 向左转向左转 图 10 小车想左转弯 图 11 小车直线行驶或向左转 当机器人智能小车遇到 左转路口 和 左转或直行路口 模式都是 11100 这时让机器人在前进一点 当传感器越过赛道后 如果寻
13、线传感器显示 数值为 00000 那么这个路口就一定是左转路口 如果寻线传感器显示的数值 为 00100 那么这路口就是右转或直行路口 5 35 3 向右转向右转 图 12 小车向右行驶 图 13 小车直线行驶或向左转 14 当机器人智能小车遇到 右转路口 和 右转或直行路口 模式都是 00111 这时让机器人在前进一点 当传感器越过赛道后 如果寻线传感器显示 数值为 00000 那么这个路口就一定是右转路口 如果寻线传感器显示的数值 为 00100 那么这路口就是右转或直行路口 6 6 程序模块程序模块 直线直线 图 14 小车直线行驶程序模块 15 转弯转弯 图 15 小车转弯程序模块 7
14、 7 总结总结 通过本次实训对智能小车的设计与制作 不仅是对我们课本所学的知识的 考查 更是充分发挥了我们的动手能力 本次设计使我们对一个项目的整体设 计有了初步认识 同时认识了几种传感器 并能灵活运用 本次实训使我们意 识到了实验的重要性 在安装与软件调试的过程中 出现了很多问题 在遇到 问题的时候首先是自己去解决 然后是几个组之间进行商量 共同探讨问题的 解决方法 还有就是坚持不懈的耐心 在做迷宫的调试中 小车的问题最大 前一次还能走好 但是你第二次去试车的时候就不对了 小车就乱跑 往往这 样 但又不知道原因 只有拿回来重新下载 再去试车 经过不断的调试 现 在小车已经能够独立的完成寻迹和
15、避障功能了 虽然有时候它不能很完整的走 完所规定的路线 但从它转弯 直走的轨迹上来说 已经基本上是按轨迹很完 美的前行 左右摆动的幅度也不是很大 所以还是给人一种比较完美的感觉 16 另外 可能在安装上有点纰漏 使小车的运行轨迹总是很不稳定 前一秒钟是 一种状态 后一秒有可能就是另外一种状态 所以需要不停的对小车进行修改 在实际操作中 我发现我们所使用的万用轮对小车的影响很大 比如在让它走 直线时 有可能你在放下的那一刻它的前轮就是往某方向偏的 所以只要你一 松开小车 它就会沿着那个方向前进 以前对程序也只是一个很模糊的概念 通过本次的实训使我对程序完全有了一个全新的认识 并能熟练使用 VJC2 0 流 程图编程 这次实训极大的锻炼了我们的思考问题和动手能力
