[发明专利]一种自动导航模块控制系统

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种自动导航模块控制系统，适用于机械领域。

背景技术

极地、荒漠等地区还隐藏着许多不为人知的资源和宝藏，但是由于地理环境恶劣，科考工作困难。为了有效探测有价值的区域资源，也为了保证科研人员的安全，人们开始尝试研制可以帮助有科技工作者实地考察采集分析用的机器人，以拓展考察空问。

鉴于复杂地理环境下的科考工作是一个协同的复杂系统工程，为了适应这种需求，多机协同工作的方案实现复杂探测工作。例如，当某探测点发出需要机器人探测的指令时，距离最近的机器人将及时赶到呼叫地点，尽其所能提供帮助。可见，这样的机器人在灾难救援、消防救火、危险环境人员救护等方面的作用也是显而易见的。

发明内容

本发明提出了一种自动导航模块控制系统，管理计算机可以根据对探测区域内某点发生的情况进行即时反应，远程动态调度自主导航模块的位置，实现临近域的详细探测，并将探测信息无线通讯给管理计算机。

本发明所采用的技术方案是。

所述整个系统主要由控制核心、驱动电路、计算机和无线传输模块构成。由计算机发出坐标信号，通过无线模块传输给单片机，单片机做出反应后，产生适当占空比的PWM信号，经过驱动电路放大后，使电机转动让模块产生相应动作，完成预期的目的。

所述控制系统采用单片机作为自动导航模块的控制核心，能够支持模块完成前进、转弯、后退、停止等基本动作。鉴于AVR系列ATmegal6L单片机可以实现多通道PWM输出，方便地通过调节波形的占空比实现小车的调速，并可实现波特率可调的串行通讯，因此控制器选择ATmegal6L。ATmega16L具有较高容量的内部存储空间，对JTAG接口的兼容可以方便地实现硬件仿真，较大的内存容量和 AD转换功能也在很大程度上简化了外部电路的设计，单周期的指令执行和片内可编程看门狗定时器也使该单片机运行更加快速和稳定。单片机的功能是接收上位机发送的坐标信号，然后控制模块移动到目标点。

所述自动导航模块采用了较易实现的双电机加万向轮结构，这样选择主要是考虑到控制的方便。如果采用单电机带动后轮作为动力辅以舵机来实现转向，其实现的难度比前者要大很多。基于这样的结构，模块的控制就变得相对容易，两电机同时动作就可实现前进，左侧电机停止、右侧电机工作就可实现左转。电机停止供电即可实现停止，电机两端同时加高电压就可实现急停(一般转弯时不动的电机就处于急停状态)。

所述串行通信模块采用单片机中内置的通用同步和异步串行接收器和转发器通讯，它支持全双工操作，具有较高精度的波特率发生器，数据位和校验位的设置更为灵活，同时支持奇偶校验操作和帧错误检测。该系统采用7.3728MHz的外部晶振，这样，如果采用9600的波特率，那么分频后的时问误差为零。在字节间添加了100毫秒的延迟，实现了无线模块、计算机与模块单片机之问的稳定通信。在编程中，主要应用到了USART的控制和中断方面的内容。

所述控制系统采用的编译器是CodeVision AVR，仿真器是AVR Studio。由于AVR自带的函数库功能非常强大，基于AVR提供的函数库实现了控制电机运动函数和串口通信函数的编制。VC编程采用一个简单的消息响应，在鼠标左键点击了区域内的一个点时，捕捉到这个点的坐标。由于计算机中已经存有两个模块现在的坐标，故计算机先通过运算得到哪个模块离点击点的距离较近，然后将模块标号和坐标经串口通过无线通讯模块发送出去。与此同时，界面上的小人逐渐走向点击的点，在走动的过程中不断变换姿态。两个运动模块都能接收到这些信号，它们首先判断模块标号与本模块内定的标号是否一致，如果一致，则按照预定的算法，向目标点运动。模块到达确定的位置后，给上位机发送一个完成信号，此时即可进行下一次操作。这样，就实现了最近模块的动态调度。

本发明的有益效果是：该控制系统能够按照预期的设想稳定地运行，且运行过程具有较高的准确性和可靠性，更重要的是，具备了继续提高准确性和功能扩展的潜力。

附图说明

图1是本发明的自动导航模块的系统组成。

图2是本发明的双电机加万向轮机械结构。

图中：1为万向轮，2为左右主轮，3是自流减速电机，4和5是两层支架，下层放有电池，上层放有主控板和无线收发模块等。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。