迷宫电脑鼠的设计

《迷宫电脑鼠的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、综合课程设计报告题目：迷宫电脑鼠的设计二级学院计算机科学与工程学院专业计算机科学与技术班级112030702学生姓名刘博学号11203070215指导教师杨宏雨时间2015.1II重庆理工大学综合课程设计报告I重庆理工大学综合课程设计报告目录目录I摘要I1、课程设计的目的及要求21.1课程设计目的11.2课程设计要求12、题目分析12.1功能分析12.2性能需求分析22.3算法分析31、寻路算法（迷宫搜索）32、搜索算法（回溯法）43、等高表算法（生成最短路径）53、系统设计53.1系统整体设计63.2硬件设计63.2.1硬件结构设计63.2.2传感器组设计73.2.3电机驱动电路设计1

2、03.3软件设计113.3.1电脑鼠搜索迷宫行走程序设计123.3.2电脑鼠遍历过程中记路径程序设计123.3.3电脑鼠到达目的终点的程序设计133.3.4电脑鼠最短路径走终点程序144总结144.1所遇问题及解决办法144.2心得体会15附件：程序代码15伺服电机驱动代码16I重庆理工大学综合课程设计报告摘要“电脑鼠”是使用嵌入式或单片机微控制器、传感器和机电运动部件构成的一种微型机器人，可以在“迷宫”中自动记忆和选择路径，快速地达到所设定的目的地。电脑鼠走迷宫竞赛是一项具有一定难度、富有挑战性和趣味性的比赛。本研究性课程重点对电脑鼠硬件、迷宫算法进行分析研究。本研究性课程通过对电脑鼠

3、自动穿越迷宫过程的研究，综合嵌入式专业的电路设计、传感器控制、单片机程序开发和算法研究等多学科知识，熟悉掌握嵌入式应用开发的全过程。I重庆理工大学综合课程设计报告1、课程设计的目的及要求1.1课程设计目的（1）了解并熟悉电子元器件焊接技术与方法。（2）了解并熟悉电子元器件工作原理和功能特性。（3）掌握单片机对编码电机的控制与红外发射与接收的控制。（4）熟练运用keil软件进行单片机的C语言编程。1.2课程设计要求完成要求：本项目要实现的是用电脑鼠找出迷宫中通往终点的最短路径并以最快速度到达迷宫的终点。电脑鼠从迷宫起点位置前进，由程序判断通过前视距离探测器探测到的迷宫状况，控制驱动机构前进

4、或转向并记录路径和距离（控制车轮编码器可完成），由于起点位置和终点位置是已知的，虽然不知道具体路径，但通过编写算法程序即可找到最短路径，在重新开始时便可以最快速度从最短路径到达终点。设计的电脑鼠应该具有三种最基本的能力：拥有稳定、准确、快速的行走能力能争取判断环境的能力（如有墙、有路）记忆路径的能力总之，电脑鼠的设计目标是：在最短的时间内找到一条通往总店的最短路径，并以最快速度从起点到达终点。如何衡量：迷宫时间（搜索时间）：电脑鼠激活到每次运行开始的时间；19重庆理工大学综合课程设计报告2、题目分析2.1功能分析1、拥有稳定、准确、快速的行走能力 通过电动带动车轮转动，使小车向前行走。2

5、、能争取判断环境的能力（如有墙、有路）运用传感器来探测，是否有障碍物，路径是否可以行走，达到随意在迷宫里行走的能力。3、记忆路径的能力4、能够迷宫电脑鼠能够在找到终点坐标并能返回原点。2.2性能需求分析1、迷宫电脑鼠外形统一设计，符合迷宫场地要求。2、迷宫电脑鼠运行稳定、准确、快速；能够正常在迷宫中随意穿行。3、迷宫电脑鼠走终点能够判断环境，遍历及冲刺所需的时间越短越好。4、迷宫电脑鼠要在不确定的从起点到终点的路径中找到最近的路，选择到最佳的路径。2.3算法分析1、寻路算法（迷宫搜索）寻路是小车在运行的整个过程中进行的第一个操作，是让小车在迷宫中探索，同时记录已经走过的路径的信息，直到小

6、车找到终点结束。也可以在找到终点后继续探索遍历整个迷宫，使小车尽可能多地收集迷宫的地图信息，以便后期进行最短路径的分析计算时能够运用更多的信息。寻路过程中岔路口的转弯策略：在寻路过程中，如果小车遇到迷宫中的岔路口时，应该考虑的问题是在岔路口应该选择哪个方向继续行进探索。比较常规的策略有右手法则，左手法则，优先向前法则，向心法则等等，这里选择了向心法则。把整个8*8的迷宫地图分解为左下，右下，左上，右上四个均等的区域，在不同的区域中选择不同的转弯策略，使得小车始终向着迷宫的中心靠近，这样就可以以最快的速度接近终点，总体上说比单独的右手或者左手法则要科学有效。下表2-3-1介绍具体的在地图的

7、那个区域采用哪种转弯策略。向心法则需要根据小车车头当前朝向的方向和小车处在迷宫中位置来综合判断需要采用哪一种转弯的策略，所以在判断条件上比较繁复，但是实际的运行效果是比较好的。表2-3-1向心法则小车当前所处区域小车车头当前面向方向应选择的策略19重庆理工大学综合课程设计报告左下区域上方0中右法则左下区域下方2左手法则左下区域左方3右手法则左下区域右方1中左法则右下区域上方0中左法则右下区域下方2右手法则右下区域左方3中右法则右下区