搜索的區(qū)域?qū)⒏奶剿魉俣冗M(jìn)行快速前進(jìn)，如果是未知返回區(qū)域則采用正常速度搜索，控制器會(huì)實(shí)時(shí)檢測(cè)電機(jī)X和電機(jī)Y光電編碼器的數(shù)值，并根據(jù)其速度大小自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)M加大或者減少真空吸盤對(duì)地面的吸附力，并時(shí)刻更新其坐標(biāo)(X，Y)，并判斷其坐標(biāo)是不是(0，0)，如果是的話置返航探索標(biāo)志為0，微微鼠進(jìn)入沖刺階段，并置沖刺標(biāo)志為1。
[0073]8)為了能夠?qū)崿F(xiàn)微微鼠在探索時(shí)準(zhǔn)確的坐標(biāo)計(jì)算，微微鼠左右的傳感器S2和傳感器S5會(huì)時(shí)刻對(duì)周圍的迷宮擋墻和柱子進(jìn)行探測(cè)，如果傳感器S2或者傳感器S5發(fā)現(xiàn)傳感器信號(hào)發(fā)生了較大數(shù)值的躍變，則說明微微鼠進(jìn)入了從有迷宮擋墻到無迷宮擋墻(或者是從無迷宮擋墻到有迷宮擋墻)狀態(tài)的變化，STM32F407會(huì)根據(jù)微微鼠當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)精確補(bǔ)償，徹底消除微微鼠在復(fù)雜迷宮中已經(jīng)累計(jì)的誤差。
[0074]9)在微微鼠迷宮探索過程中，控制器會(huì)對(duì)高速直流電機(jī)X和電機(jī)Y的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行在線辨識(shí)，由于系統(tǒng)采用的是三閉環(huán)伺服控制，如果轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)脈動(dòng)，控制器會(huì)利用直流電機(jī)力矩與電流的關(guān)系對(duì)干擾進(jìn)行線性補(bǔ)償，有效減少了電機(jī)轉(zhuǎn)矩抖動(dòng)對(duì)微微鼠快速探索時(shí)導(dǎo)航的影響，增加了其抗干擾能力。
[0075]10)當(dāng)微微鼠完成整個(gè)探索過程回到起始點(diǎn)(0，0)，STM32F407將控制L6207D使微微鼠中心點(diǎn)停車，并重新調(diào)整L6207D的0UT1A、0UT1B、0UT2A和0UT2B的電平，使得電機(jī)X和電機(jī)Y以相反的方向運(yùn)動(dòng)，微微鼠在陀螺儀G1的控制下，原地旋轉(zhuǎn)180度，然后停車1秒?？刂破鏖_始調(diào)取迷宮信息并根據(jù)洪水填充算法(Flood-f ill algorithm)計(jì)算出微微鼠探索的最優(yōu)沖刺路徑，然后置沖刺標(biāo)志為1，系統(tǒng)進(jìn)入快速?zèng)_刺階段。然后控制器根據(jù)沖刺速度的大小自動(dòng)調(diào)整電機(jī)M，改變真空吸盤對(duì)地面的吸附力，滿足快速?zèng)_刺時(shí)的摩擦需要。
[0076]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知曉，本發(fā)明的保護(hù)方案不僅限于上述的實(shí)施例，還可以設(shè)置對(duì)電池電壓進(jìn)行檢測(cè)的電壓傳感器VI，L6207D內(nèi)設(shè)有電流傳感器C1和電流傳感器C2、在電機(jī)電流輸出超出設(shè)定值時(shí)L6207D立即發(fā)出禁止使能請(qǐng)求，同時(shí)電流傳感器把檢測(cè)電流輸入到SENSEA和SENSEB來對(duì)電機(jī)進(jìn)行限流控制，在不違背本發(fā)明精神的前提下，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的各種變換均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.單核低速兩輪微微鼠探索控制器，其特征在于包括STM32F4控制器、L6207D芯片、電池、第一傳感器(SI)、第二傳感器(S2)、第三傳感器(S5)、第四傳感器(S6)、陀螺儀(G1)、第一電機(jī)(X)、第二電機(jī)(Y)、第三電機(jī)(M)、真空裝置和陀螺儀(Gl)，STM32F4控制器與L6207D芯片信號(hào)連接，第一傳感器(SI)、第二傳感器(S2)、第三傳感器(S5)和第四傳感器(S6)均位于兩輪微微鼠上表面的一側(cè)、其中兩個(gè)傳感器信號(hào)發(fā)射方向與車輪行進(jìn)方向相同、另外兩個(gè)傳感器信號(hào)發(fā)射方向與車輪行進(jìn)方向間有一定夾角，所述陀螺儀(Gl)與STM32F4控制器信號(hào)連接、當(dāng)微微鼠使用時(shí)所述STM32F4控制器控制陀螺儀處于開啟狀態(tài)且STM32F4控制器對(duì)陀螺儀的角度數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、根據(jù)預(yù)設(shè)的直行或轉(zhuǎn)彎時(shí)的角度數(shù)據(jù)與陀螺儀實(shí)際數(shù)據(jù)做出比較、實(shí)現(xiàn)微微鼠運(yùn)動(dòng)方向的校正，所述三個(gè)電機(jī)中的其中兩個(gè)電機(jī)分別與兩輪微微鼠的兩個(gè)車輪一一對(duì)應(yīng)連接、另一個(gè)電機(jī)與真空裝置連接，L6207D芯片與兩個(gè)車輪所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)電機(jī)信號(hào)連接，與真空裝置連接的電機(jī)與STM32F4控制器信號(hào)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述單核低速兩輪微微鼠探索控制器，第一傳感器(SI)的傳感器信號(hào)發(fā)射方向與第二傳感器(S2)的傳感器信號(hào)發(fā)射方向間的夾角大于等于75°且小于等于90°、第三傳感器(S5)、第四傳感器(S6)的傳感器信號(hào)發(fā)射方向間的夾角大于等于75°且小于等于90° ο3.根據(jù)權(quán)利要求1所述單核低速兩輪微微鼠探索控制器，其特征在于與兩個(gè)車輪對(duì)應(yīng)的兩個(gè)電機(jī)為第一電機(jī)(X)、第二電機(jī)(Y)，第一電機(jī)(X)、第二電機(jī)(Y)均為永磁直流電機(jī)，驅(qū)動(dòng)真空裝置的電機(jī)為第三電機(jī)(M)且第三電機(jī)為直流電機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述單核低速兩輪微微鼠探索控制器，其特征在于所述的STM32F4控制器為STM32F407控制器，第一傳感器(SI)、第二傳感器(S2)、第三傳感器(S5)和第四傳感器(S6)均包括紅外發(fā)射傳感器OPE5594A和紅外接收器TSL262。5.基于權(quán)利要求1至4中單核低速兩輪微微鼠探索控制器的控制方法，其特征在于包括以下步驟: 準(zhǔn)備階段:打開微微鼠電源，微微鼠進(jìn)入自鎖狀態(tài)，設(shè)定起點(diǎn)坐標(biāo)與終點(diǎn)坐標(biāo)并等待探索命令； 啟動(dòng)階段:把微微鼠放在迷宮起點(diǎn)，接受探索命令，STM32F4控制器首先開啟與真空裝置連接的電機(jī)、通過真空裝置使得微微鼠對(duì)地面具有一定的吸附力，真空裝置開啟后STM32F4控制器將控制信號(hào)發(fā)送至L6207D芯片，L6207D芯片控制與兩個(gè)車輪所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)電機(jī)啟動(dòng)并將信號(hào)回饋，STM32F4控制器根據(jù)L6207D芯片的回饋數(shù)據(jù)調(diào)整與真空裝置連接的電機(jī)、使得微微鼠對(duì)地面的吸附力能夠適應(yīng)微微鼠的速度，與兩個(gè)車輪所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)電機(jī)啟動(dòng)的同時(shí)第一傳感器(SI)、第二傳感器(S2 )、第三傳感器(S5 )和第四傳感器(S6 )啟動(dòng)從而對(duì)迷宮擋墻進(jìn)行探測(cè)，STM32F4控制器控制陀螺儀處于開啟狀態(tài)且STM32F4控制器對(duì)陀螺儀的角度數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)； 探索階段:第一傳感器(SI)、第二傳感器(S2)、第三傳感器(S5)和第四傳感器(S6)對(duì)迷宮周邊環(huán)境進(jìn)行判斷并記錄儲(chǔ)存當(dāng)前迷宮擋墻信息，陀螺儀記錄微微鼠的運(yùn)動(dòng)加速度、速度和位置，STM32F4控制器根據(jù)信號(hào)儲(chǔ)存微微鼠當(dāng)前運(yùn)動(dòng)加速度、速度和位置并把向前運(yùn)動(dòng)一格的位置參數(shù)送給STM32F4，STM32F4控制器根據(jù)擋墻的狀態(tài)、位置坐標(biāo)和速度值調(diào)節(jié)與兩個(gè)車輪所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)電機(jī)、使得微微鼠直行或利用兩輪間的速度差實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎，當(dāng)微微鼠運(yùn)動(dòng)一格距離到達(dá)新地址時(shí)，STM32F4處理器將更新坐標(biāo)，判斷其坐標(biāo)是不是終點(diǎn)，如果不是將繼續(xù)更新其坐標(biāo)，探索過程中STM32F4控制器根據(jù)陀螺儀的數(shù)據(jù)對(duì)微微鼠進(jìn)行控制使得微微鼠直行時(shí)不跑偏、轉(zhuǎn)彎時(shí)角度正確； 返航階段:當(dāng)STM32F4控制器根據(jù)信號(hào)判斷出到達(dá)所設(shè)定的終點(diǎn)時(shí)，則設(shè)置返航標(biāo)志并控制與兩個(gè)車輪所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)電機(jī)開始返航?jīng)_刺，返航?jīng)_刺中STM32F4控制器根據(jù)陀螺儀的數(shù)據(jù)對(duì)微微鼠速度值進(jìn)行控制使得微微鼠直行時(shí)不跑偏、轉(zhuǎn)彎時(shí)角度正確。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單核低速兩輪微微鼠探索控制器的控制方法，其特征在于: 探索階段中，微微鼠向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，若在任何一個(gè)方格的中心如果確定沒有擋墻運(yùn)動(dòng)范圍，則微微鼠將存儲(chǔ)其坐標(biāo)，并把向前運(yùn)動(dòng)一格的位置參數(shù)送給STM3 2F4控制器，由STM32F4控制器根據(jù)探索控制器速度和加速度要求以及光電編碼器的反饋，生成速度-時(shí)間運(yùn)動(dòng)梯形圖，這個(gè)梯形包含的面積就是與兩個(gè)車輪所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)電機(jī)要運(yùn)行的一格的距離，STM32F4控制器根據(jù)這個(gè)梯形圖生成驅(qū)動(dòng)兩軸直流電機(jī)的PffM波，然后STM32F4控制器使能L6207D，調(diào)整電平并由L6207D驅(qū)動(dòng)與兩個(gè)車輪所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)電機(jī)向前運(yùn)動(dòng)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的單核低速兩輪微微鼠探索控制器的控制方法，其特征在于:探索階段中進(jìn)行智能補(bǔ)償，智能補(bǔ)償?shù)牟襟E如下:傳感器對(duì)迷宮躺槍進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，如果微微鼠從有擋墻的一段移動(dòng)到無擋墻的一段或從無擋墻的一段移動(dòng)到擋墻的一段，傳感器信號(hào)會(huì)發(fā)生數(shù)值的躍變，傳感器發(fā)出信號(hào)給STM32F4控制器，STM32F4控制器根據(jù)之前存儲(chǔ)的坐標(biāo)和/或速度-時(shí)間運(yùn)動(dòng)梯形圖和/或已行進(jìn)過的路程進(jìn)行處理，消除累計(jì)誤差。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單核低速兩輪微微鼠探索控制器的控制方法，其特征在于:返航階段當(dāng)微微鼠到達(dá)終點(diǎn)后，微微鼠會(huì)停在終點(diǎn)且STM32F4控制器會(huì)調(diào)出其已經(jīng)存儲(chǔ)的迷宮，然后微微鼠根據(jù)快速迷宮算法計(jì)算出可能存在的其它最佳路徑，開始返程探索回到起始點(diǎn)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了單核低速兩輪微微鼠探索控制器，包括STM32F4控制器、L6207D芯片、電池、第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器、第四傳感器、陀螺儀、第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)、真空裝置和陀螺儀，STM32F4控制器與L6207D芯片信號(hào)連接，其中兩個(gè)傳感器信號(hào)發(fā)射方向與車輪行進(jìn)方向相同、另外兩個(gè)傳感器信號(hào)發(fā)射方向與車輪行進(jìn)方向間有一定夾角，陀螺儀與STM32F4控制器信號(hào)連接，三個(gè)電機(jī)中的其中兩個(gè)電機(jī)分別與兩輪微微鼠的兩個(gè)車輪一一對(duì)應(yīng)連接、另一個(gè)電機(jī)與真空裝置連接。采用了這個(gè)結(jié)構(gòu)后，提高了運(yùn)算速度，時(shí)刻對(duì)微微鼠探尋迷宮時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和運(yùn)算，自動(dòng)調(diào)節(jié)真空裝置對(duì)地面的吸附能力，徹底消除了微微鼠在復(fù)雜迷宮高速探索時(shí)的打滑現(xiàn)象。
【IPC分類】G05D1/02
【公開號(hào)】CN105137991
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510521326
【發(fā)明人】張好明, 鄭洲
【申請(qǐng)人】銅陵學(xué)院
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年8月24日