双核中速四轮微微鼠冲刺控制器的制造方法_4

文档序号:9416819阅读:来源:国知局
微鼠电机要运行的距离。然后STM32F407使能LM629,与LM629通讯,由LM629根据这些参数再结合光电编码器和电流传感器Cl、C2、C3、C4的反馈生成驱动电机X、电机Y、电机Z和电机R的PffM波。PffM波经驱动桥后驱动电机X、电机Y、电机Z和电机R,完成整个加速过程直到达到冲刺设定速度。
[0058]4)在微微鼠沿着Y轴正向向前快速冲刺过程中或反向向前快速冲刺过程中,如果迷宫信息中显示前方有Z格直线坐标下没有挡墙进入前方的运动范围,微微鼠将存储其现在的坐标(X,Y),处理器把向前运动Z格的位置参数传递给STM32F407,然后STM32F407把此参数按照各种冲刺条件不同的要求转化为速度参数以及加速度参数并使能四片LM629,再结合光电编码器、电流传感器Cl、C2的反馈生成驱动电机X、电机Y、电机Z和电机R的PWM波,PffM波经驱动桥放大后驱动电机X、电机Y、电机Z、电机R向前运动,电机X、电机Y、电机Z、电机R的光电编码器和陀螺仪G1、加速度计Al会时刻记录已经移动的距离并输送给控制器;在冲刺过程中,传感器S2和S5会对左右的挡墙进行判断,并记录储存当前迷宫挡墙信息,微微鼠根据前进方向左右挡墙的迷宫信息进入单墙导航模式或者是双墙导航模式,然后陀螺仪Gl和加速度计Al实时测量微微鼠的瞬时运动加速度、速度和位置并传送给控制器,当微微鼠快速冲刺脱离了设定中心位置时,在新的采样周期,控制器根据离开中心位置的偏差借陀螺仪Gl和加速度计Al开始进行实时补偿,微调电机的PffM波输入,通过此方式可以精确调整冲刺时微微鼠的姿态和位置,使其重新回到设定中心位置;当微微鼠在陀螺仪Gl和加速度计Al的控制下运动Z格距离到达新地址时,控制器将更新其坐标为(X,Y+Z)或(X,Y-Z),在Y+Z〈1F的前提下或Y-Z〈1F的前提下,判断其坐标是不是(F,F)、(F,10)、(10,F)、(10,10)其中的一个,如果不是将继续更新其坐标,如果是的话通知控制器已经冲刺到目标,然后置返航探索标志为1,微微鼠准备返程探索。
[0059]5)在微微鼠沿着Y轴向前运动过程中如果有迷宫挡墙进入前方的运动范围,并且此时迷宫信息中左方有挡墙而右方无挡墙时或左方无挡墙而右方有挡墙时,微微鼠将存储此时坐标(X,Y),然后进入图10或图11所示的曲线运动轨迹:为了使转弯更加平稳,系统采用四段法来实现转弯:转入前直线校正距离(图中标记为Leading),转入校正弧度(图中标记为ARCl ),转出校正弧度(图中标记为ARC2 ),转出后直线校正距离(图中标记为Passing)。
[0060]在右冲刺转弯时或左冲刺转弯时,STM32F407首先把行走直线很短的距离Leading按照各种冲刺条件不同的要求转化为速度参数以及加速度参数然后使能前后左右的四片LM629,并把此设定指令值传输给控制前后左右轮的LM629,LM629内部的梯形运动发生器会根据这些参数再结合光电编码器和电流传感器Cl、C2、C3、C4的反馈生成驱动前后左右轮的PWM波形和方向,控制电机X、电机Y、电机Z和电机R向前快速运动;在微微鼠沿着当前迷宫格向前冲刺过程中,控制器实时根据外围传感器通过调节电机M的伺服控制来有效调节真空吸盘对地面的吸附能力,传感器S2会对左挡墙进行判断,并记录储存当前迷宫挡墙信息,微微鼠根据前进方向左挡墙的迷宫信息进入单墙导航模式,当到达既定目标时,传感器参考值R90_FrontWallRef或L90_FrontWallRef开始工作,防止外界干扰开始做误差补偿。误差补偿结束后,为了顺利转弯,控制器禁止两轮后驱LM629工作,系统切换到两轮中置驱动状态。
[0061]STM32F407首先把弧度ARCl按照各种冲刺条件不同的要求转化为速度参数以及加速度参数传输给控制左右轮的LM629,然后LM629再结合光电编码器以及电流传感器Cl、C2的反馈生成驱动直流电机运动的PffM波,PWM波通过驱动桥放大后推动微微鼠完成转弯冲刺。在微微鼠转弯冲刺过程中,传感器S1、S2、S5、S6关闭,系统进入陀螺仪惯性导航模式。在微微鼠快速冲刺过程中陀螺仪Gl和加速度计Al实时记录其瞬时加速度、速度和位置,并通过积分和二次积分与设定位置的速度和角度对比,通过LM629内部的调节器进行调整,当微微鼠快速冲刺脱离了设定位置时,在新的采样周期内,系统按照偏差大小微调电机的PffM波输入,两轴伺服系统开始进行实时补偿来调整微微鼠的姿态,使其完成弧度ARCl ;
然后STM32F407把弧度ARC2按照各种冲刺条件不同的要求转化为速度参数以及加速度参数传输给控制左右轮的LM629,然后LM629再结合光电编码器以及电流传感器Cl、C2的反馈生成驱动直流电机运动的PWM波,PWM波通过驱动桥放大后推动微微鼠完成转弯冲刺。在微微鼠转弯冲刺过程中,系统进入陀螺仪惯性导航模式。当微微鼠快速冲刺脱离了设定位置时,在新的采样周期内,系统按照偏差大小微调电机的PWM波输入,两轴伺服系统开始进行实时补偿来调整微微鼠的姿态,使其完成弧度ARC2 ;;
当到达既定目标后,系统开启传感器S2,控制器把直线行走很短的距离Passing按照各种冲刺条件不同的要求转化为速度参数以及加速度参数传输给控制左右轮的四片LM629,然后LM629再结合光电编码器以及电流传感器Cl、C2、C3、C4的反馈生成驱动直流电机运动的PWM波,PWM波通过驱动桥放大后推动微微鼠向前冲刺。传感器S2对左迷宫挡墙进行检测,并记录储存当前迷宫挡墙信息,微微鼠根据左挡墙或又挡墙的迷宫信息确定其进入单墙导航模式。当到达既定目标后完成整个右转弯的轨迹曲线运动。此时将更新其坐标为(X+1, Y)或(X-1, Y),在X+1〈1F的前提下或X-1〈1F的前提下,判断其坐标是不是(F,F)、(F,10)、(10,F)、(10,10)其中的一个,如果不是将继续执行新的冲刺命令,如果是则通知控制器已经冲刺到终点,然后置返航探索标志为1,微微鼠准备返程探索.6)当微微鼠冲刺到达(F,F)、(F,10)、(10,F)、(10,10)后会准备冲刺后的返程探索以便搜寻更优的路径,控制器会调出其已经存储的迷宫信息,然后计算出可能存在的其它最佳路径,然后返程开始进入其中认为最优的一条。
[0062]7)在微微鼠进入迷宫返程探索时,其导航的传感器S1、S2、S5、S6将工作,并把反射回来的光电信号送给STM32F407,经STM32F407判断后送给LM629,由LM629运算后与STM32F407进行通讯,然后由控制器送控制信号给导航的电机X、电机Y、电机Z和电机R进行确定:如果进入已经搜索的区域将进行快速前进,STM32F407会加大控制电机的占空比,以快速通过已知区域,减少二次探索时间;如果是未知返回区域则采用正常速度搜索。在运动过程中,控制器时刻检测微微鼠运行状态并实时调整电机M的伺服控制,时刻更新其坐标(X,Y),并判断其坐标是不是(O,0),如果是的话置返航探索标志为0,微微鼠进入冲刺阶段,并置冲刺标志为I。
[0063]8 )为了能够实现微微鼠在冲刺时准确的坐标计算,微微鼠左右的传感器S2和S5会时刻对周围的迷宫挡墙和柱子进行探测,如果传感器S2或者S5发现传感器信号发生了较大数值的跃变,则说明微微鼠进入了从有迷宫挡墙到无迷宫挡墙(或者是从无迷宫挡墙到有迷宫挡墙)状态的变化,STM32F407会根据微微鼠当前运行状态精确补偿,彻底消除微微鼠在复杂迷宫中探索时已经累计的误差。
[0064]9)在微微鼠冲刺过程中,STM32F407会对直流电机的转矩进行在线辨识,当电机的转矩收到外界干扰出现较大抖动时,控制器会利用电机力矩与电流的关系进行时候补偿,减少了电机转矩抖动对微微鼠快速冲刺的影响。
[0065]10)如果微微鼠在冲刺过程中遇到动力轮失速或者是读错迷宫信息时,经常会出现撞墙的现象,此时电机的电流将增大,当超过设定值时,LM629的中断命令LPES将会向STM32F407发出中断请求,此时STM32F407会立即控制四片LM629停止工作,立刻释放电机X、电机Y、电机Z和电机R,不仅减少有效地解决了堵转问题,而且也减少了对系统硬件的破坏。
[0066]12)当微微鼠完成整个冲刺过程到达汗,?)、汗,10)、(10,?)、(10,10),微微鼠会置探索标志为I,微微鼠返程探索回到起始点(O,O ),STM32F407将控制四片LM629的PffM波输出使得微微在起始点中心点停车,然后重新调整LM629的PffM波输出,使得两侧的电机:电机X和电机Y以相反的方向运动,并在陀螺仪的控制下,原地旋转180度,然后停车I秒,二次调取迷宫信息,然后根据改进蚁群算法(Improved ant colony algorithm)求解最优冲刺路径,然后置冲刺标志为I,系统进入二次快速冲刺阶段。然后按照冲刺一一探索---冲刺,完成多次的冲刺,以达到快速冲刺的目的。
[0067]本领域技术人员应当知晓,本发明的保护方案不仅限于上述的实施例,还可以在上述实施例的基础上进行各种排列组合与变换,例如在主板上设置补偿传感器LI,微微鼠整个运动过程中,补偿传感器LI会时刻对外界干扰光源进行采集,然后传输给STM32F407,STM32F407根据补偿传感器LI传输的数据自动补偿外界干扰,减少了外界干扰光源对系统的干扰。例如电池为锂电子电池。总之在不违背本发明精神的前提下,对本发明进行的各种变换均落在本发明的保护范围
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