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            基于TMS32OLF24O7A的教育機器人硬件系統(tǒng)設計

            作者: 時間:2010-12-15 來源:網(wǎng)絡 收藏

            2.3 紅外避障模塊設計
            在小車行進過程中遇到障礙物,無法正常通過時,采用紅外線檢測器檢測障礙物,并設計算法控制小車繞開障礙物繼續(xù)尋跡前進。在小車前端兩側分別安裝1個紅外發(fā)射二極管(如東芝TLN110)進行紅外信號的發(fā)射,紅外線光源發(fā)出的信號調(diào)制到38kHz,使用2407A的PWM輸出產(chǎn)生精確的信號。紅外接收器由安裝在車頭中央的專用紅外接收模塊(如CRVPl738)對紅外信號進行接收。小車前進路線中障礙物的判斷原則:a.左邊紅外發(fā)射二極管發(fā)射信號,檢測中央接收端,判斷是否接收到信號;b.右邊紅外發(fā)射二極管發(fā)射信號,檢測中央接收端,判斷是否接收到信號;c.若左邊發(fā)射時,有信號接收則小車左邊有障礙物;若右邊發(fā)射時,有信號接收則小車右邊有障礙物;若左邊和右邊發(fā)射時,都有信號接收則小車正前方有障礙物。
            在小車前進過程中有三種避障算法:沿左邊行走,沿右邊行走,左右相結合行走。本設計要實現(xiàn)在多種環(huán)境下都能避障,所以選擇左右結合行走的算法。在小車左、右側兩側等比例安裝若干紅外測距(GP2D12),用于防止小車在避障過程中與障礙物發(fā)生碰撞,由于GP2-D12輸出為0.4~2.4V的模擬信號,對應80~10cm距離,輸出與距離成反比關系,且為非線性,可直接利用2407A集成的A/D轉換功能,進行A/D轉換得到相應參數(shù),根據(jù)參數(shù)由 進行相應處理,進行避障前進。在避障過程中,采用接近式控制策略,維持障礙物和之間的距離為一固定常數(shù),當兩者距離偏小時,機器人向遠離障礙物的方向旋轉;當兩者距離偏大時,向靠近障礙物的方向旋轉。小車沿障礙物行進過程中,在車頭底部光電檢測到黑線時,小車開始調(diào)整行進姿勢,遠離障礙物,繼續(xù)尋跡。另外在小車無法成功繞過障礙物繼續(xù)尋跡時,可以通過無線通信模塊控制小車繞過障礙物使其繼續(xù)尋跡。
            2.4 無線通信模塊設計
            在機器人無法成功避障的情況下,可通過與上位機(PC機)之間的通信協(xié)作來完成避障任務。與PC機之間的通信方式分為有線和無線兩種,多數(shù)采用串行通信。在本設計中采用無線通信方式,可以克服有線通信造成的操作不便。PTR2000是基于nRF401器件的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊,具有低頻發(fā)射、靈敏度高的特點,使其在嵌入式短程無線產(chǎn)品中得到廣泛的應用。要實現(xiàn)DSP與PC機之間的無線通信,需在DSP與小車車體分別安裝一個 PTR2000器件,其系統(tǒng)硬件結構框圖如圖4所示。通過2407A的RXD和TXD引腳與PTR2000的DO和DI引腳直接相連,2407A的控制引腳與PTR2000模式控制引腳相連完成PTR2000于DSP之間的連接,通過采用MAX232器件在PTR2000和計算機串口進行RS-232和 TTL電平之間的轉換后,完成PTR2000和PC機串口的連接。在DSP和PC機端軟件配合設置PTR2000的狀態(tài)(發(fā)射或接收),選擇固定的通信頻道,并讓PTR2000一直處于正常工作狀態(tài),再通過設計軟件系統(tǒng)實現(xiàn)無線通信的功能。

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            2.5 電源模塊設計
            電源模塊可由16V交流電壓充電器通過電源充電電路為6節(jié)車載鎳鎘電池(約7.2V)充電,為各模塊提供工作電壓。電源電路模塊如圖5所示。由于各模塊所需工作電壓不同,可先通過使用78(L)05穩(wěn)壓器得到5V直流電壓,2407A所需3.3V電源由帶集成延時復位功能的低壓差穩(wěn)壓器TPS733Q實現(xiàn),同時具有復位功能。如圖5所示。



            關鍵詞: DSP 傳感器

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