[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

说明书

本发明涉及一种现代物流中自动导引避障机器人小车，包括机器人小车，在机器人小车上安装一组超声波检测装置，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，在机器人小车上安装有控制器，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，控制器分别与多个模糊控制器电连接；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；正交脉冲解码器分别与编码器和控制器连接；电源监控复位安装在车顶部。能够缩短小车的行进距离进而缩短行进时间，设计的模糊控制器能够提高系统的稳定性，减小误差。使用了超声波传感器，获得的外部信息精度高，且易于实现。

技术领域

本发明属于物流设备技术领域，尤其涉及一种现代物流中自动导引避障机器人小车及其控制方法。

背景技术

物流业具有工作量、信息量大，工作环节多的特点，传统的物流主要依靠人工操作，在进行分拣、装卸搬运等环节不仅效率低下，而且容易出错。而智能物流小车的出现不仅节省了大量劳动力，更减少了错误率，工作效率大大提高。智能小车是一个综合多学科和高科技的产物，它不仅需要具有感知外界环境的能力，还需要具有任务规划和实施决策的能力。技术日益进步的今天，智能物流小车在导航、路径规划、避障等方面还存在一定的不足，要想实现小车快速导航、自动避障，许多问题还有待进一步研究。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种现代物流中自动导引避障机器人小车及其控制方法。

本发明是通过如下技术方案实现的，本发明一方面提供一种现代物流中自动导引避障机器人小车，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。

作为优选，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。

作为优选，所述主控制器采用的是ARM7芯片S3C44B0X。S3C44B0X是高性价比、高性能的微控制器，它采用ARM7TDMI 内核。ARM7TDMI是一种32位嵌入式RISC处理器，片上主要集成有71个通用可编程 I/O 口，8个外部中断源，5个PWM定时器及1个内部定时器，8路10位ADC，4路组相联统一的8KB指令/数据Cache，2个带有握手协议的UART和1个SIO， PLL时钟发生器，具有日历功能的 RTC(实时时钟)。硬件资源丰富，可以满足机器人小车系统的数据处理要求。

作为优选，所述无线收发模块采用nRF401无线收发芯片。无线收发模块采用nRF401，它采用FSK调制解调技术，抗干扰能力强，电路实现简单。根据机器人小车的车体结构和刚体平动原理可知，机器人小车在任意的瞬时都是绕车体瞬心转动。机器人小车系统的主要功能有前进、后退、左右转弯、自主行走、自主避障等。

作为优选，所述一组超声波检测装置包括7个超声波传感器。对于智能小车而言，要想实现精确导航，安全避障，必须实时的采集周围环境信息。超声波传感器具有信息处理简单、速度快、实现方便等优点，因此本文采用超声波传感器。超声波传感器的测距原理是通过不断的检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波的时间。因此，在已知超声波速度的前提下，就可以计算出小车与障碍物之间的距离，即S=VT/2其中是机器人与障碍物之间的距离，V是超声波在介质中的传播速度，T是从超声波发射到反射回来的时间间隔。超声波传感器检测小车与障碍物之间的距离，通过微处理器处理此距离信号，若此距离信号达到设定的范围，微处理器立即发出命令，通过双H桥驱动两个驱动轮作出相应的动作。