自主行走机器人小车的软硬件研究

自主行走机器人小车的软硬件研究

          

摘要：随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展，使移动机器人在功能和技术层次方面都有了很大提高，移动机器人的视觉和触觉技术就是典型的代表。移动机器人在工业生产中常用来完成运输和上下料等任务，同时也被广泛用于农业、医疗等不同行业。

移动机器人技术是近年来的研究热点，自主行走可以作为最基本的功能。本次的毕业设计以实现行走机器人的自主行走功能为主要目标，完成机器人的制作。详细主要分成三大模块，电机动力模块、红外线避障系统、霍尔传感器测速模块。以这三大模块为主要路线来实现机器人小车的自主行走。平台主要依靠ARM开发板和单片机伟福仿真器，从硬件入手，完成各种硬件的制作和调试，再配以软件，和程序一起来完成这一系统。最后对移动机器人的发展趋势进行了展望。

关键词：移动机器人；电机动力系统；红外线避障；霍尔传感器测速

目录

1  绪论 3

1.1  机器人的发展 3

1.2 嵌入式系统现状 4

1.2.1  嵌入式系统的定义 4

1.2.2  嵌入式系统的特点 4

1.2.3  嵌入式系统的历史与现状 4

1.2.4  嵌入式系统的发展趋势 5

1.3 ARM概述及其应用领域 6

1.3.1  ARM概述 6

1.3.2  ARM的应用领域 6

1.4 我们的课题 6

1.4.1  总体方向 6

1.4.2  机器人模块实现总体方向实现过程 7

1.4.3  实现过程 7

2  自主行走机器人的行走控制方案 7

2.1  直流电机的控制方案 7

2.2  驱动电路 7

2.2.1  驱动芯片介绍 7

2.2.2  驱动电路 8

3  避障系统硬件设计 12

3.1  常用避障电路的实现方法 12

3.2  红外线避障系统的实现 12

3.2.1  红外线避障电路基本原理 12

3.2.3  红外发射电路设计 13

4  速度测量实时反馈 16

4.1  方案总述 16

4.2  方案选择和实施 16

4.2.1  选择方案 16

4.2.2  任务实施 16

4.2.3  计数模块设计 17

5  ARM开发平台及uClinux操作系统的设计 19

5.1  ARM开发平台介绍 19

5.1.1  基本设置 19

5.1.2  交叉环境的建立 20

5.1.3  uClinux内核源码的修改与裁剪 20

5.2  uClinux内核编译 21

5.2.1  uClinux内核结构 21

5.2.2  uClinux内核编译 22

5.2.3  为S3C44B0X添加自己的应用程序 23

6  总结 24

致 谢 25

参考文献 26