文档介绍：机器人传感器论文机器人视觉系统论文基于单片机及传感器的机器人设计与实现[摘要]本设计基于单片机及多种传感器,完成了一个自主式移动机器人的制作。单片机作为系统检测和控制的核心,实现对机器人小车的智能控制。反射式红外光电传感器检测引导线,使机器人沿轨道自主行走;使用霍尔集成片,通过计车轮转过的圈数完成机器人行走路程测量;接近开关可探测到轨道下埋藏的金属片,发出声光信息进行指示,并能实时显示金属片距起点的位置。[关键词]单片机机器人传感器本文针对具有引导线环境下的路径跟踪这一热点问题,基于单片机控制及传感器原理,通过硬件电路制作和软件编程,制作了一个机器人,实现了机器人的路径跟踪和自动纠偏的功能,并能探测金属,实时显示距离。1机器人要完成的功能选取一块光滑地板或木板,上面铺设白纸,白纸上画任意黑色线条(线条不要交叉),作为机器人行走的轨迹,引导机器人口主行走。纸下沿黑线轨迹随机埋藏几片薄铁片,~。机器人沿轨迹行走一周,探测出埋藏在纸下铁片,发出声光报警,并显示铁片距离起点的位置。2硬件设计方案机器人总体构成如图1所示,以微处理器为核心,接受传感器传来外部信息,进行处理,控制机器人的运行。系统电源供电部分。由于机器人电机,传感器及系统CPU等部分均采用+5V供电,考虑电动车功率和车载质量及摩擦阻力问题,电源我们采用电动车自带干电池组,功耗小、体积小和质量轻,安装较为方便。电机驱动及PWM调速部分。机器人需控制在一个合适的速度行驶,速度太快,因单片机对各传感器传来的信号有一个响应、处理时间,小车极易偏离轨道。小车的速度是由后轮直流电机转速控制,改变直流电机转速通常采用调压、调磁等方式来实现。其中,调压方式原理简单,易与实现。采用由晶体管组成的II型PWM调制电路。通过图2所示PWM调制电路,用单片机控制晶体管使之工作在占空比可调状态,实现调速。令单片机卩1・7口为低电平,,此时QI、Q4导通,Q2、Q3截止,电动机正常工作。,即改变PWM调制脉冲占空比,可以实现精确调速。脉冲频率对电机转速有影响,脉冲频率高连续性好,但带负载能力差;脉冲频率低则反之[2]。经实验发现,脉冲频率在30Hz以上,电机转动平稳,但小车行驶时,由于摩擦力使电机转速降低很快,甚至停转;脉冲频率在10Hz以下,电机转动有跳跃现象,实验证明脉冲频率在25~35Hz效果最佳。我们选取脉冲频率为3011zo引导线检测模块。根据白纸和黑线反射系数不同,通过以光电传感器为核心的光电检测电路将路面两种颜色进行区分,转化为不同电平信号,将此电平信号送单片机,由单片机控制转向电机作相应的转向,保证小车沿引导线行驶。考虑到小车与路面的相对位置,采用反射式光电检测电路。红外光电传感器TCRT1000,它是一种光电子扫描,光电二极管发射,三极管接收并输出的装置•它的特点是尺寸小、使用方便、信号高输出、工作状态受温度影响小。它的外围电路简单,(如图3所示)。二极管的C端和三极管的E端接地,二极管的A端通过一电阻和电源相接,组成偏置电流电路;三极管的C端也通过一电阻和电源相接,组成输出电路。当检测器检测到白色时,其输出低电平;当检测到黑色时,则输出高电平。为提高检测精度,采用了多传感器信息融合技术。设计中,在车头均匀布置三个光电传感器,其中,中间一