小型机器人避障的设计与实现

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1、第13卷第2期北华大学学报(自然科学版)Vo1．13No．22012年4月JOURNALOFBEIHUAUNIVERSITY(NaturalScience)Apr．2012文章编号：1009-4822(2012)02-0245-04小型机器人避障的设计与实现李菊叶(陕西理工学院物理与电信工程学院，陕西汉中723003)摘要：设计了一款基于MCS51单片机的智能机器人．该控制系统采用红外传感器来检测路面的预设障碍，使机器人能在一定区域内准确避开障碍行走，并且能够完成特定的任务．试验表明：该控制系统能够按照预定的要求实现对机器人前进、转弯、停止的精确控制，且系统避障迅速可靠．

2、关键词：智能机器车；避障；红外传感器中图分类号：TP18文献标志码：ADesignandImplementationofSmallRobotObstacleAvoidanceLIJu—ye(SchoolofPhysicsandTelecommunicationEngineering，ShanxiUniversityofTechnology，Hanzhong723003，China)Abstract：ThispaperintroducesthedesignofaMCS51basedonintelligentrobot．Thecontrolsystemusesinfrared

3、sensorstodetectpavementpresetobstacles，therobotcanavoidobstacleincertainareaswithintheaccuratewalkingandtheabilitytoaccomplishaparticulartask．Thelaboratorytestshowsthataccordingtothepredeterminedrequest，therobotcanmoveforward，turnandstop，theprecisecontrolofavoidingobstacleiarapidandreliab

4、le．Keywords：intelligentrobotvehicle；obstacleavoidance；infraredsensor随着认知领域的不断扩展及研究层次的不断深入，人类的作业环境也开始向着更为复杂的领域发展，例如核辐射场所、深海、太空、有毒或高温高压环境等，这些环境远远超过了人类所能承受的极限．随着电子技术的迅猛发展，尤其是以传感器为主的电子技术的发展，使智能机器人在这些领域得到了非常成功的应用．避障是机器人的一种简单行为，在机器人的运动中起着重要作用．本次设计，是在地面上放置障碍物形成迷宫，让机器人能够避开障碍物到达目的地，在这个过程中传感器起着重要的作

5、用．传感器可以使机器人具有类似人类的听觉、视觉、嗅觉等，有了这些感觉，机器人就可以自动地做出相应的动作．研究机器人避障，可以使机器人完成许多人类不能够完成的工作，如果再给避障机器人加上寻迹和通讯的话，其应用领域将更加广阔．1避障机器人算法的设计思想避障是机器人的一种简单行为，可以保障机器人运动过程中的位置准确性．本研究的主要方法是在平整的地面上设定障碍，让机器人能够避开这些障碍，从而准确到达目的地．本研究主要完成算法、编写程收稿日期：2012-01-05作者简介：李菊叶(1979一)，女，实验师，硕士，主要从事计算机应用研究246北华大学学报(自然科学版)第13卷序，让智

6、能机器人听从“大脑”指挥，顺利完成任务，基本思路是在没有障碍的时候，让它直行，有障碍时先向右转，再检测，直到顺利避开障碍．2避障机器人的设计原理在本系统的电路中采用了两个电机来控制后轮，而前轮则可自由转动．机器人的周围有传感器用来检测障碍，当检测到障碍时，机器人就根据指令做出避障动作，从而可以使机器人顺利避开障碍，到达目的地．控制系统软件负责信号的采集、解算和控制等工作．单片机AT89C51和H—Briage驱动电路LN293D用来控制方向和电机的速度．控制框图见图1．在编写软件时，采取模块化设计的原则，把功能相对独立的程序做成子程序供其他程序调用．2．1系统模块设计2·

7、1·1控制器模块图1机器人系统控制本系统选择的是51系列单片机，AT89C51是一种Fig．1Thecontrolofrobotsystem带4k字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory，FPEROM)的低电压、高性能的CMOS8位微处理器，俗称单片机．该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容，它将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中．ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多