基于GPS的循迹机器人控制系统设计(2)
4.2.4 电机驱动控制单元 . 33
4 .3 程序设计 35
5 循迹机器人系统测试 . 36
5 .1 系统软硬件联调 36
5 .2 循迹机器人系统实验 37
结 论 . 41
致 谢 . 42
参 考 文 献 . 43
附 录 A 硬件系统电路图 45
附 录 B PCB 印制电路板 46
附 录 C 元器件清单 47
附 录 D 循迹机器人软件系统程序 48本科毕业设计说明书 （ 论文 ） 第 1 页 共 67 页
1 1 1 1 引言引言引言引言
随着计算机技术 、 信息技术 、 人工智能技术以及自动化控制工程等多学科的迅猛
发展 ， 移动机器人在工业 、 农业 、 医疗 、 服务等各个行业中得到了广泛的应用 ， 并且
在城市安全 、 国防和空间探测等军事领域扮演着越来越重要的角色 。 移动机器人技术
已经得到世界各国的普遍关注 。 机器人自主导航定位的能力是机器人规范地完成作业
的基础，是移动机器人研究的重点。论文设计基于 GPS 的循迹机器人系统，在完成
导航任务的基础上，实现控制行走。
自主导航定位 （ 即循迹 ） 是移动机器人有效工作的保证 ， 对于移动机器人意义重
大 ， 是移动机器人研究的核心 。 具有自主导航定位能力的机器人 ， 可在山区 、 核辐射
环境等复杂环境或对人类具有伤害性的环境中代替人类工作。
为了让移动机器人能够顺利 、 可靠 、 高效 地完成工作任务 ， 就必须拥有较高精度
的定位导航系统 。 GPS 导航系统可以 让移动机器人 实时地 掌握工作环境 ， 使 移动机器
人在比较全面获得有 效 的环境信息基础上 ， 自然地适应工作情况的变化 ， 顺利完成任
务。
移动机器人研究的背景 移动机器人研究的背景 移动机器人研究的背景 移动机器人研究的背景
智能移动机器人，又称自主移动机器人，主要应用机器视觉、无线传感网络 、 激
光雷达 、 电子地图 、 GPS 等传感技术 ， 获取外界环境信息 ， 通过监控系统对这些信息
进行 融合 、 分析 ， 得出有效控制信息 ， 并将这些控制信息运用到车体导航中 [1]
， 旨在
提高复杂环境下机器人系统的自主推理 、 规划和控制能力 。 是一个集环境感知 、 动态
决策与规划 、 行为控制与执行等多功能于一体的综合系统 [2]
， 代表机电一体化的最高
成就。
移动机器人的应用渗透到了人类生活的各个层面 。 在恶劣 、 危险条件下或其它不
适合人类活动的环境中 ， 移动机器人 可以代替人类完成 作业 。 在科研领域 ， 移动机器
人的应用 促进 拓展 了 人类的认知范围 ， 在外层空间 、 深海等人类尚不能到达的环境 中
已经活跃着各式的科考移动机器人 ； 在军事领域 ， 移动机器人正在从侦察 、 排雷等战
场辅助手段转变 为 直接参与战斗进行角色 ； 在交通领域 ， 无人车辆或者智能辅助驾驶
车辆 有效 提高 了 交通运输的舒适性和安全性 ； 在工业生产领域 ， 从事设备保养 、 文修 、
运输、监控的工业机器人，显著地提高了生产效率；在服务领域，医疗辅助机器人 、
导游服务机器人 、 家庭服务机器人等给人类的生活带来极大的便利 。 因此
人的迅速发展和广泛应用，给人类社会的生活和生产带来了深远的影响 [3]
。 国内外研究发展现状 国内外研究发展现状 国内外研究发展现状 国内外研究发展现状
1.2.1 国 内 外 移动机器人 研究发展现状
机器人技术涉及计算机工程、微电子工程、通讯工程、信息工程、机械工程 、 自