摘要:针对机器人比赛和电子设计竞赛中机器人寻线行走的普遍要求,提出了一种通用的寻线行走机器人的设计方法。机器人的核心控制器包括实现控制算法的DSP和用于扩展功能实现的CPLD;对来自光电检测传感器的信号采用模糊控制规则进行综合,核心控制器根据模糊控制器输出调整机器人的行走路线,最终实现机器人寻线行走。
关键词:机器人DSP模糊控制光电检测寻线
在最近的机器人比赛和电子设计竞赛中,较多参赛题目要求机器人沿场地内白色或黑色指引线行进。一些研究人员提出了基于寻线的机器人设计策略,主要是关注指引线的检测,但对于机器人的整体设计未做说明。本文在总结此类赛事的基础上,提出了一种将DSP(Digital Signal Proces$or)和CPLDfComplex Programmable Logic Device)作为核心处理器,采用模糊控制策略处理来自检测指引线传感器信号的机器人行走机构的通用性设计方法。
1 车体机械设计
由于机器人比赛对参赛机器人有严格的尺寸限制,需要在有限的空间内合理安排各个机构。本文给出车体最小尺寸时驱动轮、光电传感器以及控制芯片之间的相对位置,如图1所示。
机器人采用双直流步进电机驱动方式,其额定电压为24V。车体的前后端分别安装光电传感器检测板实现指引线的检测。相邻光电传感器距离略小于指引线宽度,保证同时有两个传感器可以检测到指引线。
2 硬件电路设计
这部分主要介绍核心控制器。DSP与功能扩展芯片CPLD的连接,简要介绍其它功能模块的硬件实现。系统整体结构如图2所示。