自动寻迹机器人电控系统设计

1、    自动寻迹机器人电控系统设计    王顺利 王景夏 石宇 辛绍杰【摘要】自动避障寻迹机器人能够在复杂的路况下精确地完成指定工作。介绍了所设计的基于摄像头智能识别路径的机器人的组成，完成了基于单片机的电控系统硬件的设计，采用c语言编写控制系统的软件。该机器人的试验证明，应用该电控系统的机器人较好地完成了预期功能。【关键词】电控系统;自动循迹;无线视频;c语言自动避障寻迹机器人主要由机械系统、电控系统及其软件、摄像系统、电源系统等组成。该机器人采用摄像头采集数据，精确度高，采集快，很好实现了系统的功能要求。1.电控系统硬件设计电控系统主要包括：电源电路

2、，电机驱动电路，主控电路和遥控电路等。电控系统硬件的设计采用飞思卡尔公司的s12xs128芯片。该芯片有8路ad，2路串口通信和8路pwm。运行时钟可以超频到64mhz，完全可以满足系统的需求。电控系统中，s12芯片需要5v电压和200ma电流;舵机的供电电压为5v，电流为200ma;直流电机需要直接接电压7.2v，电流800ma的电源。系统选用电压7.2v、功率1200mah的锂电池供电;稳压芯片采用两片lm7805芯片提供5v电压，一路为舵机供电，另一路为其他模块供电，电源电路如图1所示。图1 lm7805电路图所设计的无线传输电路由单片机，车载无线接收发器和电脑端无线收发器组成，采用rs

3、232通讯协议传输数据。无线传输收发器采用汇睿微通公司的xlttl-usb串口转usb接口和xl02-232api模块组成。电机驱动电路采用智能功率芯bts7960芯片，该芯片是应用于电机驱动的电流半桥高集成芯片，它带有一个p沟道的高边moseft，一个n沟道的底边mosfet和一个驱动ic，工作电压5.5v-27.5v，最大驱动电流43a，工作频率25khz，在本电路设计中，直流电机工作电压7.2v，电流1a，工作频率25khz，2块bts7969芯片组成一个全桥电路，控制电机的正反转。驱动电路如图2所示。图2 电机驱动电路图无线摄像头采用诺维安cc321型号的usb无线摄像头。其发射频率可

4、以在2414mhz，2432mhz，2450mhz，2468mhz之间选择，传输距离为100米。可以满足本系统的要求。接收器为该摄像头专陪的接收器。2.软件设计电控系统的软件使用c语言编写，调试程序使用labview编写。2.1 下位机采集程序系统的单片机程序选用c语言编写。下位机程序主要完成对舵机的转向控制，直流电机的速度控制，以及同上位机的串口通讯。图3 视频采集程序单片机上电复位后，单片机进行系统初始化，引脚初始化，之后进入电机舵机控制程序，串口通讯程序，当前命令修改程序在串口中断里完成。下位机程序接收的命令主要是前进，后退，左转和右转。2.2 上位机调试程序视频采集程序采用labvie

5、w vision模块。首先使用imaq usb enumerrate cameras vi选择视频设备，然后使用imaq create程序建立一个图像数据缓冲区，分配内存空间，在while循环里，由imaq grab acquire抓取的图像传送到image display控件显示。视频采集程序如图3所示。先列举出视频设备，如果有设备的话，选择要显示的设备并在while循环中显示图像。实际应用中，由于imaq snap.vi既要实现图像数据采集操作，还要完成许多初始化和资源释放的操作，其运行速度较慢。通过使用imaq usb grab acquire.vi实现连续图像采集后，其采集每帧图像的时间有较大降低。参考文献1jeffrey travis，jim kring.labview大学实用教程m.北京：电子工业出版社，2008.