【摘 要】
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电脑鼠是一种由微处理器控制,集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的微型机器人,它融合了机械、电子、传感器、计算机、人工智能等许多学科的知识,
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电脑鼠是一种由微处理器控制,集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的微型机器人,它融合了机械、电子、传感器、计算机、人工智能等许多学科的知识,涉及到当今许多前沿领域的技术,因而其发展成为国内外研究人员关注的焦点。本文致力于电脑鼠控制系统设计及算法研究,主要工作和成果如下。(1)从系统设计方案入手,对各种解决方案加以对比分析后,确定一套切实可行的最优方案,然后完成了硬件模块设计。选用基于CortexM3、具有高性能、低功耗的STM32F103RCT6作为主控制器；红外检测模块选用双T选频网络对外界迷宫进行感知,通过接收传感器感应的反射光强度差异实现测距；驱动模块选用内部集成双H桥的L298N,配套高精度编码器、具有耗电小,响应快的德国冯哈伯空心杯直流电机1524009SR,通过定时器对PWM信号占空比的设置,实现电机调速功能；人机交互模块使用多字符LCD液晶显示,方便调试环节显示信息；此外关系整个系统稳定的电源模块,选用完全导通或关断方式的开关电源LM2596,有效减少工作中的“热损耗”。(2)对双T选频滤波器电路等效变换和公式推导,分析其幅频特性、相频特性,在multisim仿真基础上,搭建硬件电路调试分析,解决了实际应用中的频移现象。(3)在探索电脑鼠运动规律的基础上,对传统算法和经典算法进行分析,采用基于深度优先算法的向右法则。通过模块化设计,由顶层程序调用底层功能子模块实现搜寻任务,结构清晰,易于理解和移植。电脑鼠搜索迷宫时通过绘制等高图、补全数据,减少走死路的次数,缩短试跑和冲刺时间,并就不同的拐弯权重对于最优路径的影响做出具体分析。
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