制作避障机器人
智能机器人避障系统设计
摘要智能避障是智能机器人的重要功能，为了实现避障我们常常会采用光波测距和超声波测距。
在本文的设计中，本文采用超声波测距。
本文设计的智能避障器工作时，CPU给出一个驱动信号，超声波的模块就会产生一个声波信息，声波信号如果在传递的过程中遇到了障碍，就会被这个障碍物给反弹回来，相应的传感器就会接收这个信号，信号被接受到之后就会被传递给CPU，CPU通过寄存器里面的程序处理一下反射回来的信号，就可以计算出距离障碍物的信息，CPU在发出一些控制信号给机器人，从而实现机器人避障。
本论文设计的智能机器人避障系统的主要控制器采用51单片机，信号发出与收集采用超声波发射接收模块，遇到障碍时机器人发出警报，还有一个报警系统模块。
将本文设计的避障系统运用在机器人的驱动系统上，加上红外光电、超声波传感器等装置对机器人运行状况及周边环境状况进行实时监测，并将相关信息送至51单片机进行处理。
设计的该系统电路结构简单易维护，在应用方面有它参考的价值所在。
关键词：单片机；超声波；机器人；相关程序设计AbstractIntelligent obstacle avoidance is an important function of intelligent robot. In order to avoid obstacles, we often use light wave ranging and ultrasonic ranging. In the design of this paper, ultrasonic ranging is used. When the intelligent obstacle avoidance device designed in this paper works, the CPU gives a driving signal, the ultrasonic sensor will send out sound waves, the sound waves will be reflected back after encountering obstacles, and then the sensor receives the rebound signal, and transmits the reflected signal to the CPU. The CPU can calculate the distance from the obstacles by processing the reflected signal through the program in the transmitter Information, the CPU is sending some control signals to the robot to avoid obstacles. The main controller of the intelligent robot obstacle avoidance system designed in this paper is 51 single-chip microcomputer. The ultrasonic transmitting and receiving module is used to send and collect signals. When the robot encounters obstacles, it will send out an alarm. There is also an alarm system module. The obstacle avoidance system designed in this paper is applied to the driving system of the robot. In addition, infrared photoelectric and ultrasonic sensors are used to monitor the operation status of the robot and the surrounding environment in real time, and the relevant information is sent to 51 single chip microcomputer for processing. The circuit structure of the designed system is simple and easy to maintain, which has certain application reference value.Key words: microcontroller; ultrasonic; robot; relevant program design1绪论1.1 引言随着现在社会的高速发展，机器人的运用越来越广泛，机器人的功能较多，我们常使用它们搬运一些较重的物料，或者是为了进行不同的或高难度等人性化的操作并且具有可改变和可编程相关动作的专家系统。
第5课 自动避障机器人(教案)
第5课自动避障机器人(教案)自动避障机器人教案一、教学目标1. 知识与技能目标：学生了解自动避障机器人的原理和工作方式，理解其在日常生活中的应用，并能够搭建简单的自动避障机器人模型。
2. 过程与方法目标：培养学生动手实践的能力，提高解决问题和合作探究的能力。
3. 情感态度价值观目标：培养学生的创新思维和实践能力，增强对科学技术的兴趣，培养学生对创新科技的探索精神。
二、教学重难点1. 教学重点：自动避障机器人原理的讲解，自动避障机器人模型的搭建。
2. 教学难点：自动避障机器人原理和传感器应用的深入理解。
三、教学过程1. 导入（5分钟）利用图片或视频，向学生展示自动避障机器人的实际应用场景，激发学生的学习兴趣，并引发他们的思考。
引导学生思考如何让机器人能够避开前方的障碍物。
2. 理论讲解（15分钟）介绍自动避障机器人的原理，包括传感器的作用和信号传输的过程。
解释超声波传感器如何测量距离，光传感器如何检测障碍物，并将信号传递给机器人的控制系统。
3. 操作演示（20分钟）演示如何搭建一个简单的自动避障机器人模型，首先组装机器人车架，然后连接超声波传感器和光传感器到合适的位置。
最后，将传感器与控制系统连接，演示机器人能够自动避开前方的障碍物。
4. 学生实践（40分钟）学生分组进行实践操作，搭建自己的自动避障机器人模型。
每个小组按照教师提供的材料和指导书，按照自己的设计和构思完成机器人的搭建。
鼓励学生自主合作，共同解决问题，并对他们的设计进行评价和改进。
5. 总结分享（10分钟）学生展示他们搭建的自动避障机器人模型，并分享他们的设计思路和遇到的问题。
教师引导学生总结课堂所学内容，强调机器人原理和传感器的重要性。
6. 课堂延伸（10分钟）鼓励学生思考如何改进自动避障机器人的性能和应用。
提出一些开放性问题，让学生展开思考和探讨，激发他们的创新思维。
四、教学资源1. 图片或视频展示自动避障机器人的应用场景。
2. 搭建自动避障机器人所需的硬件材料，如车架、超声波传感器、光传感器等。
机器人避障等技术的研究与应用
机器人避障等技术的研究与应用随着科技的不断发展，机器人的应用越来越广泛，不仅仅只是在工业生产中发挥着重要的作用，还在日常生活中活跃着身影。
在机器人研究的过程中，避障技术是其中一个重要的研究方向，本文将就机器人避障等技术的研究与应用进行讨论。
一、机器人避障技术综述机器人避障技术的本质是将机器人对外部环境进行感知，判断并做出相应的反应。
一些传感技术的出现为机器人避障技术的发展奠定了坚实的基础。
目前最常用的传感技术主要包括：激光雷达、超声波、红外线，视觉传感等。
这些传感技术的应用大大拓展了机器人的工作范围，也提高了机器人的智能化程度。
二、机器人避障技术的发展现状根据目前机器人避障技术的发展情况，主要可以分成以下几个方向：1、基于路径规划的避障技术基于路径规划的避障技术主要依靠机器人预先规划好的路径，通过路径规划算法进行避障。
其优点在于处理速度快，但是需要消耗较大的计算资源，让机器人能力衰减缓慢。
2、基于循迹的避障技术基于循迹的避障技术主要在于依靠机器人的“记忆”能力，在机器人移动过程中通过记录路径上的形状信息和边界参数等来识别障碍物的形状并进行避障。
它的优点在于使用方便，快速灵活，能够发挥出机器人的快速移动优势。
3、基于深度学习的避障技术深度学习在避障技术中的应用更注重机器人对周围环境的自我感知和判断。
基于深度学习的避障技术，通过机器人大量的数据学习和处理，可以让机器人不断地改进自己的技能。
但是，它的优点也在于处理速度比较缓慢，需要更多计算和时间。
三、机器人避障技术的应用机器人避障技术的应用存在于很多领域中，如：智能餐厅、医疗、保洁、安防、军事等。
随着人们对智能化的追求，机器人避障技术的应用将会越来越广泛。
1、智能餐厅未来的智能餐厅将逐渐摆脱人工服务，机器人将逐步取代人来完成餐厅的服务工作，而机器人避障技术的应用也是必不可少的。
通过机器人的自我感知和判断，它可以在狭窄的餐桌空间中游走，完成服务任务，增强餐厅的智能化水平。
避障机器人的设计
避障机器人的设计随着科技的不断进步，机器人在日常生活中扮演着越来越重要的角色。
其中一种常见的机器人类型是避障机器人，它能够通过感知周围环境，避开障碍物并自主移动。
下面将讨论避障机器人的设计原理和关键技术。
避障机器人的设计原理主要基于感知、决策和执行三个步骤。
首先，机器人需要通过传感器感知周围环境。
常用的传感器可以包括激光传感器、红外传感器、超声波传感器等。
这些传感器可以测量障碍物与机器人之间的距离，并将这些信息传送给控制系统。
控制系统会将传感器的数据进行处理和分析。
在感知的基础上，机器人需要根据感知到的环境信息做出决策，并制定合适的行动计划。
这需要一个强大的算法和智能控制系统。
算法可以根据传感器的数据进行障碍物检测和识别，以确定障碍物的位置、形状和大小。
控制系统会根据这些信息制定机器人的运动策略，避开障碍物。
常用的算法包括路径规划算法、机器学习算法等。
最后，机器人需要执行制定好的行动计划，进行移动并避开障碍物。
这需要一个精确的定位和导航系统，以确保机器人能够准确地执行行动计划。
定位和导航系统可以基于全球定位系统（GPS）、惯性导航系统（INS）和视觉导航系统等技术，确定机器人的位置和方向。
机器人根据这些信息进行运动控制，避开障碍物。
避障机器人的关键技术主要包括障碍物检测和识别技术、路径规划技术、机器学习技术和定位导航技术等。
障碍物检测和识别技术可以利用图像处理、模式识别和深度学习等方法，对环境中的障碍物进行检测和识别。
路径规划技术主要通过图论和最优化算法，寻找机器人自身位置与目标位置之间的最佳路径，并避开障碍物。
机器学习技术可以利用大量的样本数据，训练出一个强化学习模型，使机器人可以通过反馈机制不断优化自己的行为。
定位导航技术可以提供精确的定位信息，确保机器人能够准确地执行行动计划。
当然，以上只是避障机器人设计中的一些关键技术和原理，实际的避障机器人系统还需要考虑多个因素，如功耗、成本、可靠性等。
制作避障机器人范文
制作避障机器人范文避障机器人是一种能够自动避开障碍物的机器人，它通过搭载各种传感器和算法，来感知周围环境，并根据获取到的数据进行决策和行动。
制作一个避障机器人需要考虑多个方面，包括硬件设计、传感器的选择和安装、以及算法的开发和优化等。
本文将介绍一个基于Arduino控制器的避障机器人的制作过程。
首先，我们需要选择合适的硬件平台。
Arduino是一种开源的电子原型平台，它提供了丰富的库函数和硬件接口，非常适合用于制作机器人。
为了实现避障功能，我们需要购买一块Arduino控制器、一个电机驱动模块、两个直流电机、一组红外线传感器、以及一块电池供电等。
硬件的选择需要根据实际需求和预算来确定。
接下来，我们需要将硬件组装起来。
首先，将Arduino控制器连接到电脑上，用Arduino IDE进行编程。
然后，将电机驱动模块连接到Arduino的数字输出引脚上，并将两个直流电机连接到电机驱动模块上。
接下来，将红外线传感器连接到Arduino的模拟输入引脚上。
最后，将电池连接到Arduino和电机驱动模块上，供电机器人。
完成硬件组装后，我们需要编写避障机器人的代码。
首先，我们需要编写一个主循环程序，用于实现机器人的基本运动。
在主循环程序中，我们可以使用Arduino的库函数来控制电机的转动方向和速度，从而实现机器人的前进、后退、左转和右转等功能。
其次，我们需要编写红外线传感器的检测程序。
红外线传感器可以通过发射红外信号并接收反射信号来感知周围的障碍物。
在检测程序中，我们可以使用Arduino的模拟输入引脚读取传感器返回的信号，并根据信号的强度判断是否存在障碍物。
如果存在障碍物，我们可以通过修改主循环程序的代码来实现机器人的避障动作，例如停下来或改变方向。
最后，我们可以通过改进算法来提高机器人的避障能力。
例如，可以使用更精确的传感器，或者使用多种传感器的数据进行融合，来提高机器人对障碍物的识别和判断能力。
此外，还可以使用机器学习算法来实现自动学习和优化。
机器人超声避障控制系统的研究共3篇
机器人超声避障控制系统的研究共3篇机器人超声避障控制系统的研究1超声波避障技术是智能机器人控制系统中的重要技术之一，其对机器人的自主导航和障碍物判别能力起到了至关重要的作用。
本文将简述机器人超声避障控制系统的设计和研究。
1. 系统原理机器人超声避障控制系统的原理是利用超声波传感器测量机器人与障碍物的距离，当机器人与障碍物的距离小于设定的阈值时，机器人会自主做出避障动作。
该系统包括超声波发射模块、接收模块、信号处理模块和控制模块等组成。
2. 硬件设计超声波避障控制系统的硬件设计包括超声波发射器、接收器和单片机控制模块。
超声波发射器一般采用40kHz频率的信号波，该频率的声波对人类听觉没有影响。
发射器建议采用三个或四个，使其能够实现多角度测量，提高避障的准确性。
超声波接收器是用于接收超声波反射的信号，其测量的范围一般在2-3米内。
接收信号后，可以用放大器将信号放大到一定的电平。
单片机作为该系统的核心，承担着信号处理和运动控制的任务。
其主要作用是控制超声波传感器的工作，接收传感器反馈信号，并通过PID算法等进行运动控制。
3. 软件设计软件设计包括信号处理和运动控制两个部分。
信号处理部分：实现超声波传感器的信号处理，将反馈的信号测量值传输到运动控制模块中进行运算和处理。
运动控制部分：在接收到超声波传感器的反馈信号后，对机器人进行运动控制。
该部分的实现主要是通过PID算法，根据机器人当前位置和目标位置之间的误差进行位置调节。
4. 实验验证我们进行了一组实验来验证超声波避障控制系统的有效性。
实验分为两个部分，第一部分是进行简单的避障测试，第二部分是更加复杂的迷宫寻宝测试。
实验结果表明，该系统具有很高的准确性和可靠性，能够满足机器人在复杂环境中的避障和自主导航的需要。
5. 待提升的方向超声波避障控制系统的设计和实现，虽然已经取得了一定的成果，但还有很多需要进一步改进和提升的地方。
例如，目前的系统对于障碍物的形状和位置，并没有进行精确的测量和分析，这极有可能对机器人的运动产生一定的影响。
避障机器人的设计
k 2 Rn -1 V 2= Vmax - k 3 k 4 Rn - 1
V1= Vmax - k1
n 1 n 1
m
m
K1 2 3 4 为修正系数， 这是一个简单的模型，进一步的，可以通过修改 k2 和 k4 随着 n 的变化而改变来优化这 个等式，即使不同位置的传感器具有不同的权重。
一 避障原理与设计思路
对于机器人来说， 避障需要探测到障碍物， 然后根据探测的数据进过一个算法决策得到 一定的行为动作。 对于简单的应用中， 机器人不需要得到障碍物的具体形貌， 这里只需要知道障碍物的方 位和距离我们就可以做出决策，再简化一下，即，障碍物是不是进入了影响机器人运动的范 围，影响了机器人则避开他，没有影响则继续运行。 基于以上的分析，设计了的运行流程：
三 运动系统的设计
比赛用的避障小车大小应为几十厘米的这样一个量级，重量为公斤级。 运动的机构选用， 轮式是最简单和易于获得且易于控制的一种方式相比较采用机械臂移 动等，这里优先考虑给机器人采用车轮来运用。 动力来源，这里进一步考虑的是用电还是用油的问题，在一个固定的小型机器人上， 二 者的动力表现类似； 续航上后者要强一些； 控制性上后者的有一定的延迟且可能需要额外的 控制机构，而前者控制其输入电流即可。所以这里选用电动机，考虑小车能搭载的电池， 重 量，控制灵敏性角度上讲，需要的是低电压的直流的适当转速高扭力的电机，例如我们可以 选用一款 12v 120 转的直流减速电机（我们不需要精确控制转动，所以步进电机和伺服电机 可以不优先考虑，带来的可能有性能冗余和控制复杂度增加） 。 电机的驱动，由于电机我们选用减速电机，有较大的扭矩，考虑机器人的重量，可以考 虑电机轴直接连接轮子。电机的控制可以采用动率放大的驱动电路，通过单片机产生一个 PWM 方波，经过一个电机驱动电路，控制电机的转速。
移动机器人的避障实验设计源程序流程图
---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 移动机器人的避障实验设计+源程序+流程图摘要:随着科学技术的日益，机器人越来越融入到人们的生活。
近年来，特别是智能机器人的开发与研究引起了很多学者的关注。
其中，机器人的避障问题成为了机器人研究的热点。
传统的避障方法如可视图法、栅格法、自由空间法等算法可以解决障碍物信息己知时的情况。
但在试验条件确定的情况下，很多方法就比较复杂，因此，我根据现有的红外探头进行了简单的避障算法设计。
算法设计出来之后，对小车建立运动学模型，主要分为两块，一个是小车自身的运动学模型，一个是避障算法的建模。
建好之后就编程控制小车的运动，试验得到数据。
5267关键词：移动机器人避障算法运动学红外测距Mobile robot obstacle avoidance test design1 / 22Abstract:With the growing science and technology, robots become more integrated into people's lives.In recent years, in particular the development and research of intelligent robots has aroused the concern of many scholars.Robot obstacle avoidance has become a hot research spot.Traditional obstacle avoidance algorithm such as view method, grid method, free space method can solve obstacle information knownsituation.However, a lot more complicated in the case of the test condition determining.Therefore, in accordance with existing infrared probe I do simple obstacle avoidance algorithm design,Algorithm is designed, the kinematic model is established on the robot, mainly pided into two, one is the kinematic model of the trolley, another is obstacle avoidance algorithm modeling. Modeling programmed to control the movement of the trolley, then get the test data.Key words：Mobile robot, Obstacle avoidance algorithm, Kinematics, Infrared range目录---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 目录1绪论41.1引言41.2机器人概述41.3移动机器人国内外发展现状6其中移动机器人的智能避障更是机器人研究领域的研究热点。
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机器人避障程序编写
给机器人装上“眼睛”，以便使它看见障碍物。
机器人避障程序编写
判断传感器是否有信号。பைடு நூலகம் 果有信号，说明传感器发现 了障碍物。
机器人避障程序编写
选择红外避障传感器与 微电脑的连接端口及使 用红外避障变量1。
机器人避障程序编写
双击“条件判断”框，输入所需要判断的条件， “红外避障变量1==1”，表示有信号。
目标一：机器人的眼睛——红外避障传感器
红外接收管 红外发射管
可调电阻：逆时针范围扩大 顺时针范围缩小
主要功能：识别前方是否有物体存在。
机器人避障原理
我是避障机器人 我 是 障 碍 物
微 电 脑
眼睛—红外避障传感器 微电脑发命令，电机转向
机器人避障程序编写
这一步是让机器人在永久循环体中不断循环动 作，实现机器人无限重复的智能。如果不用永 久循环，它只会一个动作。
失明的人很容易遇到障碍而受伤，所以今天我们的 任务就是制作一个机器人，帮助有需要的人。
制作胆小鬼机器人 ----避障机器人
想一想
我们设计的机器人要达到什么目标： 1：机器人能够“看到”物体。
2：当机器人“看到”前方有物体时， 就会转向走开；如果前方没有物体， 它就会继续向前走。
机器人如何“看见”呢？
机器人避障程序编写
让机器人在识别到障碍物时，马上转向。
机器人避障程序编写
机器人避障程序编写
让机器人在没有识别到物体的时候，一直向前走。
机器人避障程序编写
仿真环境设置
添加障碍物
1：前 2：左 3：右 4：后
任务一：完成流程图并仿真
任务二：完成P28流程图并仿真