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摘 要
本课题以Freescale公司的MC9S08GB60主控芯片和紫光教育机器人平台为软硬件工具,通过学习和调试电机模块、红外传感器等模块,以红外避障为主要功能模块,编程使机器人实现避障功能。设计方面主要包括避障模块的制作和底层驻留子程序设计以及避障算法的设计。 文章首先阐述了机器人的发展及相关组成结构,随后简要阐述了本课题的软硬件背景与工具,然后给出了实现避障功能的主要硬件部件与搭建方法,最后给出了程序设计与测试结果说明。文章的有关章节对设计过程中的体会进行简要阐述。
关键词:MC9S08GB60,紫光教育机器人平台,避障机器人,红外传感器。
第一章 绪 论
机器人技术作为机电一体化的最高成就,正成为高技术的一个重要分支受到人们的重视。上世纪80年代中期以来,机器人技术在新技术革命中起着先锋作用,工业机器人总数每年以30%以上的速度在增长。在智能机器人的研究和开发方面,美国国防部提出了自主陆行车计划,仅花在无人机上的费用就达25亿美元,欧洲尤里卡计划提出了自主机器人计划。我国政府也非常重视机器人的研究,国家七五科技攻关计划及“863”计划把工业及智能机器人列入高技术发展计划[1]。下面,我们先简要介绍一下机器人的发展和主要的组成结构。
1.1 机器人的发展及相关组成结构
1.1.1 机器人的定义
学习机器人编程,首先要了解什么是机器人,机器人是如何工作的,其次才谈到如何进行机器人编程。 机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器[2]。
1.1.2 机器人的发展简介
现代机器人的研究始于20世纪中期,其技术背景是计算机和自动化的发展。从机器人诞生到本世纪80年代初,机器人技术经历了一个长期缓慢的发展过程。到了1980年,工业机器人才真正在日本普及,故称该年为“机器人元年”。到了90年代,随着计算机技术、微电子技术、网络技术等的快速发展,机器人技术也得到了飞速发展。除了工业机器人水平不断提高之外,各种用于非制造业的先进机器人系统也有了长足的进展。 随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展,使机器人在功能和技术层次上有了很大的提高,移动机器人和机器人的视觉和触觉等技术就是典型的代表。由于这些技术的发展,推动了机器人概念的延伸。80年代,将具有感觉、思考、决策和动作能力的系统称为智能机器人,这是一个概括的、含义广泛的概念。 这一概念不但指导了机器人技术的研究和应用,而且又赋予了机器人技术向深广发展的巨大空间,水下机器人、空间机器人、空中机器人、地面机器人、微小型机器人等各种用途的机器人相继问世。将机器人的技术(如传感技术、智能技术、控制技术等)扩散和渗透到各个领域形成了各式各样的新机器——机器人化机器[3]。
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