基于航跡推算的移動(dòng)式機(jī)器人定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)

如圖6所示為中央處理單元硬件電路原理圖，包括了24 V轉(zhuǎn)5 V的直流穩(wěn)壓電源、晶振電路以及外圍拓展口電路。在電源部分使用LM117穩(wěn)壓管，能夠很好地控制電源紋波，使單片機(jī)穩(wěn)定工作。在外圍拓展口部分使用并行總線結(jié)構(gòu)，能夠很方便進(jìn)行使用和開發(fā)。

如表1所示為中央處理單元中單片機(jī)使用的主要端口功能，包括通信與控制信號(hào)的發(fā)出以及對(duì)編碼盤的計(jì)數(shù)。

3 結(jié)果與分析
為驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性與穩(wěn)定性，使用了一個(gè)四輪全向輪結(jié)構(gòu)小車進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試方案如下：在2 m×2 m的平面場(chǎng)地中設(shè)定A、B兩點(diǎn)，小車在兩點(diǎn)間分別多次作直線運(yùn)動(dòng)與弧線運(yùn)動(dòng)，每次均將實(shí)際運(yùn)行軌跡與理論軌跡進(jìn)行比較，并分析定位誤差。
(1)直線運(yùn)行小車直線運(yùn)行10次，每次運(yùn)行出發(fā)地點(diǎn)A均相同，檢測(cè)實(shí)際運(yùn)行軌跡與理論軌跡誤差在5 mm以內(nèi)，且小車可以快速定位到C點(diǎn)，而C點(diǎn)在B點(diǎn)誤差圓內(nèi)。
(2)弧線運(yùn)行小車弧線運(yùn)行10次，每次運(yùn)行出發(fā)地點(diǎn)A均相同，檢測(cè)實(shí)際運(yùn)行軌跡與理論軌跡最大誤差為1 cm，且小車可以快速定位到C點(diǎn)，而C點(diǎn)在B點(diǎn)誤差圓內(nèi)。
試驗(yàn)證明，系統(tǒng)可以完成對(duì)任意預(yù)設(shè)路徑的快速定位，基本保證到達(dá)目的地，其誤差在允許范圍之內(nèi)，且系統(tǒng)充分對(duì)CPU資源進(jìn)行了合理運(yùn)用，在外圍硬件電路設(shè)計(jì)時(shí)考慮了最大程度減小外界對(duì)系統(tǒng)的干擾，穩(wěn)定性較強(qiáng)，達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)。