ATmega16與PC機的移動機器人定位系統(tǒng)研究

圖4　超聲波傳感器定位
　　根據(jù)余弦定理

所以有

其中θ′表示機器人位置相當(dāng)?shù)貥?biāo)1的角度變化。地標(biāo)的位置在機器人運行軌跡的兩側(cè)。在機器人軌跡有2處定位誤差校正點。這些地標(biāo)位置確定，當(dāng)機器人靠近地標(biāo)時，可以用公式(10)求機器人精確坐標(biāo)。

3　算法實現(xiàn)步驟　　

Step1: ATmega16采集光纖陀螺儀數(shù)據(jù)，總線傳輸數(shù)據(jù)?！　?/SPAN>

Step2: 采集被動碼盤數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)發(fā)送至CAN總線?！　?/SPAN>

Step3: PC機接收陀螺及碼盤數(shù)據(jù)，根據(jù)2.1節(jié)算法進行機器人定位運算；是否接受超聲波傳感器數(shù)據(jù)，接受超聲波數(shù)據(jù)程序轉(zhuǎn)Step4，不接受超聲波校正數(shù)據(jù)程序轉(zhuǎn)至Step1?！　?/SPAN>

Step4: 接受超聲波傳感器數(shù)據(jù)，進行定位誤差校正；根據(jù)第2節(jié)算法，修正移動機器人定位誤差，程序轉(zhuǎn)Step1。

4　實驗結(jié)果及分析4.1　數(shù)據(jù)來源　　機器人實驗場地為地板磚地面。實驗場地坐標(biāo)及場地中地標(biāo)位置如圖5所示。在“*”位置進行定位誤差校正。

圖5　實驗場地坐標(biāo)

4.2　結(jié)果分析　　

在上述工作場地用兩種不同的定位系統(tǒng)分別作了20次定位實驗：定位系統(tǒng)1為單片機與PC間通信采用串口通信方式；定位系統(tǒng)2為本文所設(shè)計定位系統(tǒng)結(jié)果如表1所列。

表1　兩種定位系統(tǒng)定位結(jié)果對比

兩種定位方法因為實驗相同的定位算法，所以定位精度沒有太大區(qū)別。機器人在使用定位系統(tǒng)2的軟、硬件進行定位時20次實驗成功率100%；而定位系統(tǒng)1成功率只有90%，有兩次機器人飛車。

結(jié)語　　

本文詳細闡述了基于ATmega16和PC機的移動機器人定位系統(tǒng)的電路與定位算法?；贑AN總線的定位系統(tǒng)工作的機器人能較可靠運行；根據(jù)需要可以方便增添傳感器節(jié)點，而不改動其他節(jié)點程序。