[发明专利]一种现代物流中自动导引避障机器人小车及其控制方法

权利要求书

1.一种现代物流中自动导引避障机器人小车，其特征在于：包括机器人小车，在所述机器人小车的前部和两侧安装一组超声波检测装置，所述一组超声波检测装置包括多个超声波传感器，每个超声波传感器电连接一个模糊控制器，在所述机器人小车上安装有控制器，所述控制器通过无线收发模块分别与多个超声波传感器电连接，所述控制器分别与多个模糊控制器电连接；所述控制器通过双H桥驱动器分别与机器人小车车轮上的伺服电机电连接；编码器与上述各个伺服电机连接，用于检测转速；正交脉冲解码器分别与编码器和控制器连接，正交脉冲解码器接收编码器信息解码后传送给控制器；电源监控复位安装在车顶部用于紧急复位。

2.根据权利要求1所述的一种现代物流中自动导引避障机器人小车，其特征在于：在所述机器人小车的左侧车轮上设有左伺服电机，在所述机器人小车右侧车轮上设有右伺服电机，所述控制器分别与左伺服电机和右伺服电机电连接。

3.根据权利要求1所述的一种现代物流中自动导引避障机器人小车，其特征在于：所述主控制器采用的是ARM7芯片S3C44B0X。

4.根据权利要求1所述的一种现代物流中自动导引避障机器人小车，其特征在于：所述无线收发模块采用nRF401无线收发芯片。

5.根据权利要求1所述的一种现代物流中自动导引避障机器人小车，其特征在于：所述一组超声波检测装置包括7个超声波传感器。

6.根据权利要求1所述的一种现代物流中自动导引避障机器人小车的模糊控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步，确定输入输出变量；本设计中选择障碍物距离、障碍物角度、目标角度作为输入变量，小车转向角及行驶速度作为输出变量；

第二步，确定各变量论域以及模糊语言值；变量障碍物角度的论域为{-60，-30，0，30，60}；变量误差角度论域为{-60，-30，0，30，60}；变量转向角论域范围为{-20，-10，0，10，20}，各变量对应的模糊语言值如下表所示：

其中，LB表示在左侧，LS表示偏左，ZO表示此时为0，RB表示在右侧，RS表示偏右，VS表示速度很慢，SL表示速度较慢，MD表示适中，FT表示速度很快，NR表示距离很近，RE表示距离较近，FA表示距离很远；

第三步，确定各变量的隶属度函数；为了更准确地表示外界环境的不确定性，本文针对每个语言变量都选取了一个合适的隶属度函数，如图4—图9所示；

第四步，建立模糊控制规则；根据实际经验得出下模糊规则表，本设计中的模糊规则表按照小车与障碍物的距离分为三部分，以小车与障碍物距离适中为例：

IF (OD IS MD) AND (θ₁ IS LB) AND (θ₂ IS LB) THEN (θ₃ IS LS)，表示如果小车与障碍物距离适中，且障碍物在小车左侧，且小车在目标左侧，则小车向左转；

IF (OD IS MD) AND (θ₁ IS LS) AND (θ₂ IS RS) THEN (θ₃ IS RS)，表示如果小车与障碍物距离适中，且障碍物在小车偏左，且小车在目标偏右，则小车转向偏右；

根据此类规则，一共有47条规则，保证小车从起始点自主前进到目标点且不发生碰撞；当小车与障碍物距离适中时，模糊规则表如下所示：

第四步，模糊推理与解模糊；本设计运用Mamdani推理法进行模糊推理，最后用重心法来解模糊，即可得到小车系统的控制量。