过程中通过与这些阀值比较得到其迷宫信息。
[0022]为了进一步提高四轮微微鼠在探索迷宫和迷宫中冲刺时的稳定性，本发明在微微鼠伺服硬件系统中加入了三轴陀螺仪Gl和三轴加速度计Al，控制器舍弃了原有只在转弯时才开启陀螺仪的模式。在微微鼠行走迷宫期间全程开启陀螺仪和加速度计，三轴陀螺仪Gl用来测量微微鼠三个转动方向运动，三轴加速度计用来测量微微鼠三个平移运动的加速度。控制器根据测得的加速度信号计算出微微鼠的速度和位置数据，利用陀螺仪Gl短时测量准确的优势和加速度计Al长时稳定的特点，两者结合，得到即能短时稳定又能长时稳定的倾斜角度，用陀螺仪测量短时内角度变化，把加速度计传感器当作倾角传感器测量倾角，并在一个长时间范围内，迫使陀螺仪得到的倾角慢慢匹配加速度传感器得到的倾角。陀螺仪和加速度计时刻记录微微鼠的瞬时参数并输送给控制器，当微微鼠的姿态发生变化超过设定阀值时，在一个新的采样周期就立即对其位置补偿，避免了微微鼠远远偏离中心位置现象的发生，提高了其快速行走时的稳定性。
[0023]为了进一步提高微微鼠在探索迷宫时的稳定性，防止微微鼠在高速探索时打滑导致微微鼠迷宫信息错误，本发明在两轮微微鼠探索控制器的硬件系统中加入了微型直流电机M，真空装置具体的可以采用包括真空抽吸装置和位于两轮微微鼠下表面的微型真空吸盘的方式设置(当然也可以采用其他结构实现)，在微微鼠运动过程中，电机M通过真空抽吸装置不停抽吸微型真空吸盘内的空气，使微型真空吸盘的内外压力不一样从而产生一定的负压，使微微鼠对地面产生一定的吸附力，并且随着微微鼠探索速度的增加，微型电机M自动会调节真空吸盘对地面的吸附力，增加对地面的摩擦系数，彻底防止微微鼠在高速探索时时因地面打滑造成的探索失败现象的再次发生。
[0024]作为本发明的进一步改进:所述第一传感器SI的传感器信号发射方向与第二传感器S2的传感器信号发射方向间的夹角大于等于75°且小于等于90°、第三传感器S5、第四传感器S6的传感器信号发射方向间的夹角大于等于75°且小于等于90°。
[0025]作为本发明的进一步改进:所述第一传感器SI的传感器信号发射方向与第二传感器S2的传感器信号发射方向间的夹角大于等于75°且小于等于90°、第三传感器S5、第四传感器S6的传感器信号发射方向间的夹角大于等于75°且小于等于90°。采用这种方式，传感器间的干扰少、测量更为准确。在夹角大于等于75°小于90°的情况下，而且传感器S2和传感器S5可以精确测量到迷宫从有挡墙到无挡墙以及无挡墙到有挡墙的变化，传感器S2和传感器S5还可以精确测量到从有挡墙到无挡墙的变化以及从无挡墙到有挡墙的变化、挡墙发生变化的位置的传感器信号变化可以被控制器捕捉到、然后可以对微微鼠进行精确补偿。而在夹角等于90°时则着重于对两侧的探测、且杜绝了传感器间的干扰，并能够进行智能补偿。总之夹角的设置对于复杂迷宫计算至关重要，如果没有智能补偿的话，微微鼠在复杂迷宫中可能会产生累计误差以使冲刺失败。
[0026]作为本发明的进一步改进:第一电机X、第二电机Y、第三电机R和第四电机Z均为永磁直流电机，第五电机M为直流电机，第一电机X、第二电机Y、第三电机R和第四电机Z中设置在主板中部的两个电机比另外两个电机的电机功率大。只有在动力需求较高时才启动后驱，起到助力作用、节约电量且能够按迷宫地面和周围环境状态不同而将需求扭矩按不同比例分布在前后所有的轮子上，以提高微微鼠的行驶能力。
[0027]作为本发明的进一步改进:第一电机X、第二电机Y、第三电机R、第四电机Z和第五电机M上的均设有光电编码器。光电编码器的能够输出A脉冲和B脉冲和Z脉冲，根据脉冲的电平记录电机的绝对位置，换算成微微鼠在迷宫中的具体位置，定位更加准确。
[0028]作为本发明的进一步改进:所述主板上还设置有与STM32F407处理器信号连接的电压感应器V1、第一电流传感器Cl、第二电流传感器C2、第三电流传感器C3和第四电流传感器C4，第一电流传感器Cl、第二电流传感器C2、第三电流传感器C3和第四电流传感器C4分别与控制微微鼠的四个轮子的电机一一对应。STM32F407把外界环境转化后向FPGA发送位置、速度、加速度等指令值，FPGA将指令值再结合光电编码器、第一电流传感器Cl、第二电流传感器C2、第三电流传感器C3和第四电流传感器C4的反馈生成四轴伺服系统的偏差信号，以FPGA为处理核心来产生四轴伺服系统PffM波，经驱动桥放大后驱动微微鼠快速前进。采用这种方式STM32F407从复杂的工作当中解脱出来，实现部分的信号处理算法和FPGA的控制逻辑，并响应中断，实现数据通信和存储实时信号。
[0029]作为本发明的进一步改进:第一传感器S1、第二传感器S2、第三传感器S5和第四传感器S6均包括红外发射传感器0PE5594A和红外接收器TSL262。第一传感器S1、第二传感器S2、第三传感器S5和第四传感器S6均包括的红外发射传感器0PE5594A发射出的红外光经挡墙反馈后会被对应的红外接收器TSL262接收。
[0030]本发明还涉及一种双核高速四轮微微鼠全数字伺服系统控制器的控制方法，包括以下步骤:
1、系统初始化:如果系统正常工作打开电源开关瞬间，STM32F407会对电池电压进行检测，如果电池处于低压的将禁止所有FPGA芯片工作，同时电压感应器Vl将工作并提示报警信号，如果电压正常，系统将检测传感器电路和时钟电路，如果传感器电路和时钟电路出现故障，系统将自动复位，重新检测，如有问题，将报警；
2、抓地控制:若系统初始化结果正常则STM32F407处理器开启第五电机M、三轴陀螺仪G1、三轴加速度计Al和真空抽吸装置使微微鼠对地面具有一定的吸附力，STM32F407处理器实时检测三轴陀螺仪Gl、三轴加速度计Al以及第一电机X、第二电机Y、第三电机R、第四电机Z，根据微微鼠速度对真空抽吸装置的吸附力进行调整，在微微鼠正常直线加速行驶环境下，STM32F407使能中驱的两个直流电机，把微微鼠需求扭矩分配到第一电机X、第二电机Y、第三电机R和第四电机Z电机，一旦任何一个微微鼠的轮子离开地面、STM32F407重新分配扭矩、把更多的扭矩分配在未失速的驱动轮上、使微微鼠迅速脱离三轮驱动状态、重新回到四轴动力平衡状态；
3、迷宫探测控制:第一传感器S1、第二传感器S2、第三传感器S5和第四传感器S6判断周围的环境并将环境参数送给STM32F407处理器，STM32F407把这些环境参数按照四轴行走伺服控制单元速度和加速度要求转化为微微鼠要运行的距离、速度和加速度指令值并与FPGA芯片通讯，由FPGA芯片根据这些参数再结合电机的光电编码器、第一电流传感器Cl、第二感应器C2、第三感应器C3和第四感应器C4的反馈生成驱动第一电机X、第二电机Y、第三电机R和第四电机Z的PffM波以及方向和速度——时间运动梯形图，STM32F407处理器根据外部环境要求控制FPGA芯片进而控制第一电机X、第二电机Y、第三电机R和第四电机Z中的两个或者全部工作，PWM波经驱动桥放大后驱动两个电机或者四个电机使得微微鼠运动；
4、运动补偿控制:在微微鼠运动过程中三轴陀螺仪Gl用来测量微微鼠转弯或直线运动，三轴加速度计用来测量微微鼠运动的加速度，陀螺仪测量短时内角度变化并结合加速度计传感器测量倾角，并将陀螺仪得到的倾角匹配加速度传感器得到的倾角，当微微鼠的姿态发生变化超过设定倾角阀值时发出信号控制使得第一电机X、第二电机Y、第三电机R和第四电机Z对位置进行补偿，避免了微微鼠行走时偏离中心位置现象的发生；
5、死循环处理:在运动过程中如果微微鼠发现迷宫求解出现死循环将向STM32F407控制器发出中断请求，STM32F407控制器会对中断做第一时间响应然后禁止FPGA芯片工作，如果STM32F407控制器的中断响应没有来得及处理，微微鼠的第一电机X、第二电机Y、第三电机R和第四电机Z将原地自锁。
[0031]本发明为克服单一单片机不能满足微微鼠行走的稳定性和快速性的要求，舍弃了国产微微鼠所采用的单一单片机工作模式，在吸收国外先进控制思想的前提下，自主发明了基于STM32F407+FPGA的全新控制模式，STM32F4系列除引脚和软件兼容高性能的F2系列外，F4的主频(168MHz)高于F2系列(120MHz)，并支持单周期DSP指令和浮点单元、更大的SRAM容量(192 KB, F2为128 KB)、512KB_1MB的嵌入式闪存以及影像、网络接口和数据加密等更先进的外设。STM32F4系列除引脚和软件兼容高性能的F2系列外，F4的主频(168MHz)高于F2系列(120MHz)，并支持单周期DSP指令和浮点单元、更大的SRAM容量(192KB, F2为128 KB)、512KB_1MB的嵌入式闪存以及影像、网络接口和数据加密等更先进的外设。STM32F4系列基于最新的STM32F407 Cortex M4内核，在现有出色的STM32微控制器产品组合中新增了信号处理功能，并提高了运行速度；STM32F405X集成了定时器、3个ADC、2个DAC、串行接口