摘 要

智能移动机器人是一个集感知环境、动态规划与决策、行为控制与执行等多功能于一体的综合系统。它集中了传感器技术、信息处理、电子工程、计算机工程、自动化控制工程以及人工智能等多学科的研究成果，代表机电一体化的最高成就，是目前科学技术发展最活跃的领域之一。

本文开展了移动机器人的设计，首先是根据需求分析，对各种方案进行论证，完成方案设计，在硬件系统设计中使用了STC89C52单片机来作为系统的主核心，其他硬件设计的电路模块包括：供电模块、电机驱动模块、寻迹模块、避障模块、LCD显示模块。移动机器人的程序设计采用了C语言编写，主要编写了智能机器人实现LCD显示功能、超声测距避障功能、红外寻迹功能，其中最重要的寻迹模块是通过寻迹算法来控制，在确定当前路径后通过改变定时器产生的PWM波的占空比来改变电机转速从而实现寻迹功能。

最后，通过Proteus 8.6来对硬件电路进行仿真测试，再制作出实物测试，结果表明制作出的智能移动机器人的性能优良，有寻迹和避障的功能。

关键词：移动机器人；寻迹；避障；寻迹算法；PWM

Abstract

The intelligent mobile robot is a comprehensive system integrating environment perception, dynamic decision-making and planning, behavior control and execution. It focuses on multi-disciplinary research results of sensor technology, information processing, electronic engineering, computer engineering, automation control engineering and artificial intelligence. It represents the highest achievement of mechatronics and is one of the most active fields of scientific and technological development.

Completion of major statements Mobile equipment Human design, analysis of demand at the leading edge, opposition to various types of proposals, design of completion plans, design of completed schemes, completion of use in hard disk system, STC89C52 single-sided machine operation main core, other hard wire design and imitation: Power supply model, electric machine model, digital model, disability model, LCD display model. Mobile device Personalization priority use C language copy, key edit completion Sophisticated device realization LCD display function, super-voice distance measurement prevention function, non-verbal external function, among which the most important implications of over-the-counter regulation Before and after the road diameter Passage change Time changer Industrial PWM Wave-like space occupancy Hira change Electric machine turning speed.

Finally, proteus 8.6 is used to test the hardware circuit, and then a real test is made. The results show that the intelligent mobile robot has good performance and the function of tracking and obstacle avoidance.

Keywords: mobile robot; tracking; obstacle avoidance; Calculation method;PWM

目录

第1章 绪论 1

1.1选题背景 1

1.2课题研究意义 1

1.3智能移动机器人国内外研究现状 2

1.3.1国外研究现状 2

1.3.2国内研究现状 2

1.4本文主要研究内容与章节安排 3

第2章 系统方案论证及确定 4

2.1需求分析 4

2.2系统方案 4

2.3传感器模块论证 5

2.4.其他硬件模块论证 6

2.4.1核心模块论证与选择 6

2.4.2电源模块论证与选择 6

2.4.3电机模块论证与选择 7

2.4.4避障模块论证与选择 7

2.5.本章小结 8

第3章 智能机器人硬件系统设计 9

3.1硬件需求分析 9

3.2中央处理单元STC89C52单片机简介 9

3.3电机驱动模块设计 10

3.4 超声避障模块 11

3.5红外寻迹模块 12

3.6本章小结 13

第4章 自动寻迹算法研究 14

4.1 红外传感器的布局 14

4.2 路径识别 14

4.3 寻迹运动控制 15

第5章 智能机器人软件系统设计 16

5.1 开发工具的介绍 16

5.2 系统设计 16

5.2.1电机驱动模块的设计 17

5.2.2寻迹模块设计 18

5.2.3超声测距避障模块设计 19

第6章 系统测试及数据分析 20

6.1 仿真软件介绍 20

6.2 仿真结果及说明 20

6.3 实车试验结果 22

第7章 总结与展望 24

7.1 全文工作总结 24

7.2 展望 24

参考文献 26

致 谢 27

附 录A 28

附 录B 29

附 录C 30

第1章 绪论

1.1选题背景