基于航跡推算的移動(dòng)式機器人定位系統設計

如圖6所示為中央處理單元硬件電路原理圖，包括了24 V轉5 V的直流穩壓電源、晶振電路以及外圍拓展口電路。在電源部分使用LM117穩壓管，能夠很好地控制電源紋波，使單片機穩定工作。在外圍拓展口部分使用并行總線(xiàn)結構，能夠很方便進(jìn)行使用和開(kāi)發(fā)。

如表1所示為中央處理單元中單片機使用的主要端口功能，包括通信與控制信號的發(fā)出以及對編碼盤(pán)的計數。

3 結果與分析
為驗證系統的可行性與穩定性，使用了一個(gè)四輪全向輪結構小車(chē)進(jìn)行測試，測試方案如下：在2 m×2 m的平面場(chǎng)地中設定A、B兩點(diǎn)，小車(chē)在兩點(diǎn)間分別多次作直線(xiàn)運動(dòng)與弧線(xiàn)運動(dòng)，每次均將實(shí)際運行軌跡與理論軌跡進(jìn)行比較，并分析定位誤差。
(1)直線(xiàn)運行小車(chē)直線(xiàn)運行10次，每次運行出發(fā)地點(diǎn)A均相同，檢測實(shí)際運行軌跡與理論軌跡誤差在5 mm以?xún)?，且小?chē)可以快速定位到C點(diǎn)，而C點(diǎn)在B點(diǎn)誤差圓內。
(2)弧線(xiàn)運行小車(chē)弧線(xiàn)運行10次，每次運行出發(fā)地點(diǎn)A均相同，檢測實(shí)際運行軌跡與理論軌跡最大誤差為1 cm，且小車(chē)可以快速定位到C點(diǎn)，而C點(diǎn)在B點(diǎn)誤差圓內。
試驗證明，系統可以完成對任意預設路徑的快速定位，基本保證到達目的地，其誤差在允許范圍之內，且系統充分對CPU資源進(jìn)行了合理運用，在外圍硬件電路設計時(shí)考慮了最大程度減小外界對系統的干擾，穩定性較強，達到了預期設計目標。