迷宫机器人软件设计说明书

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1、专业资料摘要人类科技的进步促使机器人技术的智能化水平越来越高。可移动机器人的路径规划是机器人研究中的一个重要领域，得到越来越多研究者的关注，并取得了丰厚的成果。行进方向选择问题是智能机器人控制的关键技术之一，可移动机器人如何在复杂和未知的环境中自主选择路线到达目标地点，并躲避障碍物，是其重要的判断条件之一，也是功能实现的基础。迷宫机器人是一种基于ARM1138的具备人工智能的小型机器人，可在没有人工干预的情况下，在16×16未知的迷宫中自行完成一系列动作。看似简单的小型机器人，其中却包含了光学、力学、信息科学等多种学科

2、的综合应用，是对机器智能化的实现。本设计从软件设计的角度对迷宫机器人的智能控制做了较有深度的探讨。通过软件编程，实现迷宫机器人的智能控制，完成在16×16的迷宫中，由起点自动探索到终点并探测返回，随后完成冲刺的功能。论文中讲述的重点是迷宫机器人在路径选择中逻辑方面的判断，以及墙壁信息的获取和车身的控制。关键词:人工智能；迷宫机器人；软件word完美格式专业资料word完美格式专业资料目录1绪论11.1课题的研究背景和发展历程11.2课题研究的目的和意义11.3课题研究的主要内容11.4本章小结12系统的总体设计22.1

3、系统方案的设计22.2单片机和开发工具的选择32.2.1单片机的选择32.2.2开发工具的选择42.3本章小结53迷宫机器人的软件设计63.1迷宫介绍63.1.1迷宫的结构63.1.2起点坐标的确立63.2主要外设的软件设计73.2.1红外传感器的软件控制73.2.2步进电机的软件控制83.3迷宫机器人的姿势矫正93.3.1双板的身姿矫正103.3.2单侧板的身姿矫正103.3.3直角拐弯113.3.4车身后转133.4本章小结134控制方式的实现144.1等高图的制作与偏移量的判断144.2探索法则154.2.1基本

4、法则154.2.2中心法则的改良174.3本章小结195总结与展望20参考文献21附录22word完美格式专业资料1绪论1.1课题的研究背景和发展历程进入21世纪，伴随着电子、信息技术的发展与迅速普及，人们对电子技术的要求也越来越高，智能化、信息化的高尖技术逐步融入人们的日常生活。现如今为满足社会需要，许多人正工作在未知的、恶劣的、高风险的环境下，所以由机器人代替人承担危险、繁重的工作已成为时代发展的必然要求，也体现出以人为本的和谐社会理念，而迷宫机器人技术很好的满足了这一要求，所以受到了各界人士的广泛关注。以迷宫机器

5、人为主题的“电脑鼠走迷宫竞赛”在世界范围内兴起，成为深受高校大学生喜爱的一项电子类竞赛[1]。1.2课题研究的目的和意义人工智能是智能机器人所执行的通常与人类智能有关的功能，如判断、推理、证明、识别、感知、理解、设计、思考、规划学习和问题求解等思维活动。智能化要求具有获取外界信息的能力、演绎推理的能力、学习的能力、自适应能力等[2]。迷宫机器人成功的实现了信息获取、可行路线判断和最优路径选择的功能，很好的突出了其学术价值。同时在实时性、效率性上得很好的体现，是对人工智能的一次很好的应用和发展。选择迷宫机器人这个课题，对

6、人工智能的理解，对人类思维方式与机器编程衔接的理解具有很大的帮助。完善后的迷宫机器人可代替人类在高温、缺氧、有毒、辐射等危险环境下作业，且能在复杂环境中自行探寻目标并安全返回，对火灾现场、外太空等复杂、危险环境下的应用具有很好的前景。迷宫机器人的研制是智能控制领域的新突破，也是学术价值与实际应用价值的一个重要衔接。1.3课题研究的主要内容迷宫机器人拟采用左右双轮驱动控制车身，通过控制左右电机的不同运动状态实现车身的前进、后退、身姿调整和转向。由传感器单元获取周围墙壁信息，并通过嵌入式系统对墙壁信息进行记忆存储、判断最优

7、路径，进而控制电机完成一系列动作。研究的主要内容有：1）墙壁信息的获取2）等高图的制作3）转角的精确度4）冲刺的速度和稳定性1.4本章小结随着科技的进步，机器人的智能控制已经成为现实，通过简单的逻辑指令的叠加，机器人便可完成复杂的动作。本设计便是通过软件编程，完成迷宫机器人的自动化智能控制。2系统的总体设计word完美格式专业资料随着科技的进步和发展，对机器人信息化、自动化和智能化的要求越来越高。迷宫机器人作为智能控制的典型代表，因为其控制理论的先进性和本身的趣味性，越来越受到广大大学生的关注。本设计意在使用简单器件，

8、通过C语言编程控制制作一台能在迷宫中自动完成探索至终点、探索返回和冲刺的迷宫机器人。2.1系统方案的设计迷宫机器人是结合光学、信息学等多种学科，以及软硬件综合应用制作出来的一种智能机器人。为实现迷宫机器人在迷宫中的自由行进，需完成墙壁信息的采集、数据的存储、等高图的制作、转角的设置等。因此在软件设计中，将电脑鼠的控制程序主要分成搜