电脑鼠实验报告.

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初中仓鼠实验报告

初中仓鼠实验报告

一、实验目的本次实验旨在通过观察仓鼠的生活习性,了解仓鼠的生理结构、生长发育规律以及饮食、运动等方面的需求,培养学生的观察能力、动手操作能力和科学探究精神。

二、实验材料1. 实验动物:仓鼠(金丝熊)2. 实验器材:实验箱、饲料、水、温度计、湿度计、电子秤、放大镜、记录本等3. 实验用品:剪刀、镊子、酒精棉球、消毒液等三、实验步骤1. 实验动物准备(1)购买一只健康的仓鼠,确保其活泼、无病无伤。

(2)将仓鼠放入实验箱中,调整温度和湿度,使其适应环境。

2. 观察仓鼠生活习性(1)观察仓鼠的进食习惯,记录其进食量和时间。

(2)观察仓鼠的运动情况,记录其活动频率和运动方式。

(3)观察仓鼠的睡眠时间,记录其睡眠周期。

3. 生长发育观察(1)每天定时称量仓鼠体重,记录其生长曲线。

(2)观察仓鼠的体长、毛色等变化,记录其生长发育过程。

4. 饮食观察(1)观察仓鼠对饲料的喜好,记录其食量。

(2)观察仓鼠的饮水情况,记录其饮水量。

5. 运动观察(1)观察仓鼠在实验箱内的活动情况,记录其运动频率和方式。

(2)观察仓鼠对运动器材的使用情况,如滚轮、攀爬架等。

6. 数据整理与分析(1)对观察到的数据进行整理,绘制生长曲线、活动曲线等图表。

(2)分析仓鼠的生长发育规律、饮食需求、运动需求等。

四、实验结果与分析1. 生长发育规律通过观察仓鼠的生长曲线,可以看出仓鼠在实验期间体重逐渐增加,体长也逐渐增长。

这表明仓鼠在适宜的环境条件下,生长发育良好。

2. 饮食需求仓鼠对饲料的喜好较为广泛,但对其主食(颗粒饲料)的食量相对较大。

观察发现,仓鼠的饮水量较为稳定,但随季节变化略有波动。

3. 运动需求仓鼠在实验箱内活动频繁,喜欢攀爬、跳跃等运动。

观察发现,仓鼠对运动器材的使用频率较高,这有助于其保持身体健康。

4. 睡眠规律仓鼠的睡眠周期较短,一般在白天和夜间都有睡眠。

观察发现,仓鼠的睡眠时间随年龄增长而逐渐减少。

五、实验结论1. 仓鼠在适宜的环境条件下,生长发育良好。

电脑鼠实验报告

电脑鼠实验报告

《视觉机器人》实验报告学院:姓名:专业:二零一六年一月目录第1章背景和意义 .................................................第2章系统方案设计.................................................第3章硬件设计......................................................3.1电脑鼠基本硬件组成.............................................3.2电脑鼠基本动作.................................................第4章软件设计.....................................................4.1电脑鼠软件设计概要说明.........................................4.2等高图制作模块...............................................4.3冲刺模块.....................................................4.4转弯模块.....................................................4.5搜索模块.....................................................4.6迷宫地图相对方向与绝对方向的建立.............................4.7墙壁资料存储.................................................4.8电脑鼠搜索策略...............................................参考文献............................................................附件: ............................................................第1章背景和意义电脑鼠可看作是一种具有人工智能的小型机器人,依照比赛规则,当电脑鼠放入“迷宫”起点,按下启动键之后,它就必须自行决定搜寻法则并且在迷中前进、转弯、记忆迷宫墙壁资料、计算最短路径、搜寻终点等功能。

人工智能电脑鼠搜迷宫实验

人工智能电脑鼠搜迷宫实验

北京科技大学实验报告学院:自动化学院专业:智能科学学技术班级:姓名:学号:实验日期:2017年11月6日实验名称:人工智能电脑鼠搜迷宫实验实验目的:掌握电脑鼠的基本操作及智能搜索算法操作。

实验仪器:KEIL MDK、电脑鼠、J-Link、VS实验原理:所谓“电脑鼠”,英文名叫做Micromouse,是一种具有人工智能的轮式机器人,是由嵌入式微控制器、传感器和机电运动部件构成的一种智能行走装置的俗称。

当电脑鼠放入起点,按下启动键之后,他就必须自行决定搜索法则并且在迷宫中前进,转弯,记忆迷宫墙壁资料,计算最短路径,搜索终点等功能。

电脑鼠更结合了机械、电机、电子、控制、光学、程序设计和人工智能等多方面的科技知识。

本实验中,通过红外传感器检测电脑鼠所处位置状态,通过智能算法保存地图并实现地图的搜索,通过pid等控制算法控制电机,达到电脑鼠搜索迷宫并计算最短路径等功能。

实验内容与步骤:实验内容1)KEIL MDK的安装2)电脑鼠硬件的检查及调整3)智能搜索算法的编写4)算法的调试与优化5)实验结果实验步骤(一)KEIL MDK的安装1双击运行Ke i l MDK 4.12 安装程序,出现软件安装界面,如图所示:2点击Next,勾选安装协议;3选择安装路径,建议安装在C 盘,运行速度快些4 填入用户信息,个人用户随意填入即可;点击Next 就进入实质的安装过程了,Wait for a Whle…5点击Finish,Keil MDK 就完成安装了,可以发现桌面上生成了名为“Keil uVis ion4”的可执行文件快捷方式。

(二)检查和调整电脑鼠的硬件1.电机检查:在电脑鼠程序文件中找到Motor.c文件,直接为两侧电机赋相同的速度值,用G-link连接电脑鼠和电脑,传入程序,打开电脑鼠放在地面上,如果电脑鼠能正常直线行进,即证明两侧电机正常工作。

如果有电机有问题,拆下原来的电机换新的再次进行电机检查即可。

2.传感器检查:用G-link连接电脑鼠和电脑,打开传感器查询模式,用手逐渐靠近每一个传感器,如果相应的传感器值由小变大,那么此传感器工作正常。

老鼠运动轨迹实验报告

老鼠运动轨迹实验报告

一、实验目的通过本次实验,了解老鼠在迷宫中的运动轨迹,探究其寻找出口的策略,并尝试运用数据结构中的搜索算法来模拟老鼠的行走过程,分析其路径选择的特点。

二、实验原理迷宫问题是一个经典的算法问题,旨在通过模拟老鼠在迷宫中寻找出口的过程,来验证和优化搜索算法。

本实验采用深度优先搜索(DFS)算法来模拟老鼠的运动轨迹,通过堆栈来存储老鼠走过的路径,并记录其最终找到出口的最短路径。

三、实验材料1. 迷宫地图:一个二维数组,表示迷宫的布局,其中0代表无墙、没走过;1代表墙;2代表无墙、已走过。

2. C语言编程环境:用于编写和运行实验代码。

3. 输入设备:用于输入起始点和迷宫地图。

四、实验步骤1. 设计迷宫地图,初始化二维数组map[10][12]。

2. 输入起始点坐标(行列坐标),判断输入是否合法(越界或起始点在墙中)。

3. 初始化一个空堆栈,用于存储老鼠走过的路径。

4. 使用深度优先搜索算法遍历迷宫,寻找出口:a. 将起始点入栈。

b. 标记当前点为已走过。

c. 判断当前点是否为出口,如果是,则输出路径,结束搜索。

d. 找到当前点的后继点(上下左右),如果后继点合法且未走过,则将其入栈并标记为已走过,继续搜索。

e. 如果当前点没有后继点,则回溯,弹出栈顶元素,尝试下一个方向。

5. 输出最短路径,记录老鼠的运动轨迹。

五、实验结果与分析1. 迷宫地图及起始点:```0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 11 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 11 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 11 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1```2. 老鼠起始点坐标:(1, 1)3. 运动轨迹及最短路径:```老鼠运动轨迹:[(1, 1), (1, 2), (1, 3), (1, 4), (1, 5), (1, 6), (1, 7), (1, 8), (1, 9), (1, 10), (1, 11), (2, 11), (3, 11), (4, 11), (5, 11), (6, 11), (7, 11), (8, 11), (9, 11), (10, 11), (11, 11)]最短路径:[(1, 1), (1, 2), (1, 3), (1, 4), (1, 5), (1, 6), (1, 7), (1, 8), (1, 9), (1, 10), (1, 11), (2, 11), (3, 11), (4, 11), (5, 11), (6, 11), (7, 11), (8, 11), (9, 11), (10, 11), (11, 11)]```4. 分析:通过实验结果可以看出,老鼠在迷宫中寻找出口的过程主要遵循深度优先搜索策略,即优先探索当前路径的深度,直到找到出口。

迷宫电脑鼠的设计报告

迷宫电脑鼠的设计报告
1、L9110器件的管脚图如图所示。
2、管脚定义如下:
3、通过L9110驱动芯片IA、IB输入的逻辑值的组合,不同高低电平的输入输出,控制电机正转、反转、停转。L9110的逻辑关系表如下表所示:
L9110逻辑关系
IA
IB
OA
OB
H
L
H
L
正转
L
H
L
H
反转
L
L
L
L
停止
H
H
L
L
停止
3.3
3.3.1
电脑鼠正常行走包括直走、左转弯、右转弯和向后转弯四个功能函数。这四个功能函数中要用到T0、T1定时/计数器;所以函数中首先初始化T0、T1。T0初始化:打开总开关EA=1;开T0中断ET0=1;设定T0模式2,8位自动重装值定时计数器TMOD&=0xf6; TMOD|=0x06;设定T0计数初值,定义中断脉冲数TH0=256-ICP;TL0=256-ICP;//启动T0计数TR0=1;T1初始化也是一样的。
传感器组是由38KHz的红外一体化接收头和红外发射管构成的障碍感测器。为了能够让传感器组正常工作,红外发射管需要一个38KHz的方波来驱动,使红外发射管发射出调制频率与接收头接收频率匹配的红外光。如图所示,是产生38KHz方波的载波发生器电路。
(4)传感器的调试
(主要写每组传感器如何进行调试。)
1、左右两边的传感器检测是否有墙壁。
sbit LED3=P0^2;
sbit LED4=P0^3;
sbit LED5=P0^4;
sbit LED6=P0^5;
sbit LED7=P0^6;
sbit LED8=P0^7;
//红外地址接口定义(74HC138译码器

迷宫电脑小鼠实验报告

迷宫电脑小鼠实验报告

一、实验背景迷宫实验是心理学和神经科学领域常用的实验方法,用于研究动物的学习和记忆能力。

近年来,随着计算机技术的不断发展,迷宫实验也逐步实现了电脑化。

本实验旨在利用迷宫电脑小鼠实验系统,研究小鼠在迷宫中的行为特征,以及其学习记忆能力。

二、实验目的1. 了解迷宫电脑小鼠实验系统的操作方法和原理。

2. 观察并记录小鼠在迷宫中的行为表现。

3. 分析小鼠的学习记忆能力,探讨影响因素。

三、实验材料1. 迷宫电脑小鼠实验系统:包括迷宫、电脑控制台、摄像头等。

2. 实验小鼠:体重20-25克,性别不限。

四、实验方法1. 迷宫电脑小鼠实验系统操作:将迷宫电脑小鼠实验系统连接到电脑,启动软件,设置实验参数,如迷宫形状、实验次数、时间限制等。

2. 实验步骤:(1)将实验小鼠放入迷宫入口,记录其进入迷宫的时间。

(2)观察并记录小鼠在迷宫中的行为表现,如逃避、探索、犹豫等。

(3)记录小鼠到达迷宫出口的时间,并计算其速度。

(4)重复实验多次,观察小鼠的学习记忆能力。

五、实验结果与分析1. 实验结果(1)实验小鼠在迷宫中的行为表现:在实验初期,小鼠表现出逃避、犹豫等行为,随着实验次数的增加,小鼠逐渐适应迷宫环境,表现出更快的速度和更准确的方向判断。

(2)实验小鼠的学习记忆能力:经过多次实验,小鼠的学习记忆能力得到显著提高。

在后期实验中,小鼠能够快速找到迷宫出口,且速度逐渐提高。

2. 分析(1)迷宫电脑小鼠实验系统能够有效地模拟真实迷宫环境,为研究小鼠的学习记忆能力提供可靠平台。

(2)实验结果表明,小鼠在迷宫中的行为表现与其学习记忆能力密切相关。

逃避、犹豫等行为可能表明小鼠在适应迷宫环境过程中存在困难,而随着实验次数的增加,小鼠逐渐适应迷宫,表现出更好的学习记忆能力。

(3)实验结果还表明,迷宫电脑小鼠实验系统具有良好的重复性和可靠性,可用于研究小鼠的学习记忆能力。

六、结论本实验通过迷宫电脑小鼠实验系统,研究了小鼠在迷宫中的行为表现和学习记忆能力。

大小鼠观察实验报告

大小鼠观察实验报告

一、实验目的1. 观察大小鼠的形态特征,了解其生长发育规律。

2. 分析大小鼠的行为习性,探讨其适应环境的能力。

3. 学习实验操作技巧,提高观察和分析能力。

二、实验材料1. 实验动物:大鼠标本、小鼠标本2. 实验器材:解剖盘、解剖刀、显微镜、解剖针、放大镜、镊子、剪刀、酒精灯、烧杯、解剖针、培养皿等3. 实验试剂:生理盐水、酒精、甲醛、碘酒、苯酚等三、实验方法1. 观察大小鼠的形态特征(1)观察大鼠标本:将大鼠标本放在解剖盘上,用放大镜观察其整体形态、头部、四肢、尾巴等部位。

记录其身体长度、体重、眼睛、耳朵、鼻子、四肢、尾巴等特征。

(2)观察小鼠标本:将小鼠标本放在解剖盘上,用放大镜观察其整体形态、头部、四肢、尾巴等部位。

记录其身体长度、体重、眼睛、耳朵、鼻子、四肢、尾巴等特征。

2. 分析大小鼠的行为习性(1)观察大鼠标本的行为习性:将大鼠标本放在实验室中,观察其活动范围、活动频率、进食、睡眠、排泄等行为。

记录其活动规律、适应环境的能力。

(2)观察小鼠标本的行为习性:将小鼠标本放在实验室中,观察其活动范围、活动频率、进食、睡眠、排泄等行为。

记录其活动规律、适应环境的能力。

3. 实验操作技巧(1)解剖技巧:学习解剖刀、解剖针、剪刀等解剖工具的使用方法,掌握解剖操作技巧。

(2)显微镜观察技巧:学习显微镜的使用方法,掌握观察细胞、组织等细微结构的技巧。

四、实验结果1. 大鼠标本形态特征:(1)身体长度:XX厘米(2)体重:XX克(3)眼睛:XX颜色(4)耳朵:XX形状(5)鼻子:XX形状(6)四肢:XX长度(7)尾巴:XX长度2. 小鼠标本形态特征:(1)身体长度:XX厘米(2)体重:XX克(3)眼睛:XX颜色(4)耳朵:XX形状(5)鼻子:XX形状(6)四肢:XX长度(7)尾巴:XX长度3. 大小鼠行为习性:(1)活动范围:XX(2)活动频率:XX次/小时(3)进食:XX(4)睡眠:XX(5)排泄:XX五、实验分析1. 大小鼠在形态结构上具有明显的差异,如大鼠标本体型较大,小鼠标本体型较小。

人工智能电脑鼠搜迷宫实验

人工智能电脑鼠搜迷宫实验

北京科技大学实验报告学院:自动化专业:智能科学与技术班级:智能1501姓名:卢静怡学号:41523404 实验日期:2017年11 月8 日实验名称:人工智能电脑鼠搜迷宫实验实验目的:掌握电脑鼠的基本操作及智能搜索算法操作。

实验仪器:KEIL MDK、电脑鼠、J-Link、VS实验原理:所谓“电脑鼠”,英文名叫做Micromouse,是一种具有人工智能的轮式机器人,是由嵌入式微控制器、传感器和机电运动部件构成的一种智能行走装置的俗称。

当电脑鼠放入起点,按下启动键之后,他就必须自行决定搜索法则并且在迷宫中前进,转弯,记忆迷宫墙壁资料,计算最短路径,搜索终点等功能。

电脑鼠更结合了机械、电机、电子、控制、光学、程序设计和人工智能等多方面的科技知识。

本实验中,通过红外传感器检测电脑鼠所处位置状态,通过智能算法保存地图并实现地图的搜索,通过pid等控制算法控制电机,达到电脑鼠搜索迷宫并计算最短路径等功能。

实验内容与步骤:内容1)KEIL MDK的安装2)电脑鼠硬件的检查及调整3)智能搜索算法的编写4)算法的调试与优化5)实验结果步骤(一)KEIL MDK的安装按照实验指导书上的步骤安装,一步一步安装成功KEIL MDK uVision5 (二)检查和调整电脑鼠的硬件1.电机检查:我们原始的电脑鼠下载好程序之后,开机即可试探性运动。

故判断,电机无故障。

2.传感器检查:我们原始的电脑鼠在初跑时总是会对墙壁不感应,如果用手挡住传感器周围的光线后放开,那么电脑鼠会产生一个相应动作。

分析是原代码中接受传感器信号的参数不合适的原因。

(三)智能搜索算法的编写我们组结合了很多同学的经验,最终找到了影响电脑鼠运动的核心参数。

并且修正了一个反应弧长的设定,使得后来电脑鼠试跑非常成功。

1.查资料——常见的算法形式选择曼哈顿距离作为预测函数h(n),整体的框架代码如下:2.算法设计在本次实验中,使用的是机械鼠优先向左移动的,即深度优先算法。

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《视觉机器人》实验报告学院: 姓名:专业:二零一六年一月目录第1章背景和意义 (3)第2章系统方案设计 (4)第3章硬件设计 (5)3.1电脑鼠基本硬件组成 (5)3.2电脑鼠基本动作 (9)第4章软件设计 (9)4.1电脑鼠软件设计概要说明 (9)4.2等高图制作模块 (11)4.3冲刺模块 (12)4.4转弯模块 (12)4.5搜索模块 (13)4.6迷宫地图相对方向与绝对方向的建立 (13)4.7墙壁资料存储 (15)4.8电脑鼠搜索策略 (16)参考文献 (17)附件: (17)第1章背景和意义电脑鼠可看作是一种具有人工智能的小型机器人,依照比赛规则,当电脑鼠放入“迷宫”起点,按下启动键之后,它就必须自行决定搜寻法则并且在迷中前进、转弯、记忆迷宫墙壁资料、计算最短路径、搜寻终点等功能。

电脑鼠结合了机械、电机、电子、控制、光学、程序设计和人工智能等多方面的科技识。

国际电工和电子工程学会(IEEE)每年都要举办一次国际性的电脑鼠走迷宫竞赛。

首场电脑鼠迷宫竞赛1979年于纽约举行,1991年以来,每年都有世界级的比赛。

2007年,国内开始举行IEEE标准电脑鼠走迷宫邀请赛,自举办以来高校参赛踊跃,许多大学还开设了“电脑鼠原理和制作”选修课程。

电脑鼠走迷宫竞赛具有一定难度,是一项富有挑战性和趣味性的比赛。

电脑鼠可看作一个集多项工程学科知识于一体的小型系统,成功的设计者通常都是合作团体。

他们必须考虑电子、电气、机械以及计算机各方面的问题,重量、速度、功耗、传感技术重心以及程序各方面都是设计中需要决定和综合考虑的因素。

电脑鼠结合了多学科知识,对于提升我们的动手能力、团队协作能力和创新能力,促进课堂知识的消化和扩展自身的知识面都非常有帮助;另外成立小组合作参赛,不仅使我们学到了知识,而且加强了同学之间的交流,交际能力语言表达能力等也得到了锻炼和提升;最后电脑鼠走迷宫竞赛极具趣味性,容易得到学生的认同及参与,并能很好的激发和引导学生这方面的兴趣和爱好,为继续参加比赛和深入学习提供了良好的条件。

第2章系统方案设计硬件部分设计概要:软件部分结构设计:第3章硬件设计3.1电脑鼠基本硬件组成电脑鼠的硬件大致分为以下几部分:传感器、执行部件、微处理器、机械结构,如图3-1所示图3-1电脑鼠硬件结构图1.传感器它是电脑鼠感知外界环境的窗口,是电脑鼠的双眼。

好的传感器是电脑鼠准确获取外部环境信息以做出正确判断的依据,是电脑鼠灵敏快捷的保证。

红外测距方式在电脑鼠上应用最广。

常见的红外如图3-2所示本次电脑鼠使用6组红外传感器,每组红外传感器由红外发线射器和红外线接收器组成用于检测迷宫墙壁信息,分别用于检测左、左前、前、前、右前和右六个方向的墙壁信息。

我们用U1-U5表示红外线接收头传感器,RF1-RF5为发送红外线装置,使用6组可调电阻W1-W5控制红外信号发射强度,调整可见距离。

信号采用载波调制,增强抗干扰性。

传感器由高功率 880nm 红外发射管和高灵敏度红外接收管组成,传感器返回数据为模拟量,通过ADC 读取,通过数值,可估算障碍物的距离。

2.执行部件电机是电脑鼠的动力源,是电脑鼠的四肢。

只有具备健壮且灵活的四肢的电脑鼠才有可能在比赛中高效的解开迷宫。

电机不但要能输出足够的马力还要便于控制,在此基础上再配以合适的控制算法就能使电脑鼠快速而精确的行走。

电脑鼠中常用的是步进电机和直流电机,步进电机控制容易,但直流电机使电脑鼠控制更加灵敏。

本次电脑鼠上有两个两相四线制的步进电机,左电机和右电机用来控制电脑鼠前进,左转和右转,停止。

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。

当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”),它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。

可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。

四相步进电机如图3-3所示,电机驱动采用 ROHM 公司 MOS 全桥芯片驱动,压降低,给电机提供较大的输入电压。

电机控制简单,每个电机采用三个控制信号:两个 I/O 控制电机的正反转、刹车,一个 PWM 控制电机调速,PWM 范围 20KHz~100KHz 。

图3-2 红外传感器图3-3 四相步进电机3.微处理器微处理器是电脑鼠的核心部分,是电脑鼠的大脑。

几乎所有的信息,包括墙壁信息,位置信息,角度信息和电机状态信息等都需要经过微处理器处理并做出相应的判断。

所有的数据分析,算法实现和执行指令的发出等都需要由微处理器来完成。

主控芯片STM32F103RET6 具有 72MHz 的主频,512K Flash,64K RAM,加个外部 Flash,足够比较使用。

4.机械结构电脑鼠要能够在迷宫里面灵活穿梭,必须有一副好身板,有适合在迷宫中快速运行的身体结构。

首先他必须结实,拥有两只东倒西歪的轮子的电脑鼠是很难不在迷宫中碰壁的,其次身材娇小的电脑鼠在迷宫里是会更灵活的,它有更大的空间用于完成转弯,有更大的空间用于纠正姿,最后体重太大和没有平衡感的老鼠也是不适宜迷宫竞赛的。

基于如此多的考虑,一只学富五车而又娇小玲珑的电脑鼠要求我们从机械上面有更多创新。

电脑鼠的机械结构如图3-4所示。

图3-4 电脑鼠的机械结构3.2电脑鼠基本动作电脑鼠基本动作包括路口检测,行走控制和转弯。

路口检测:由安装在前、右、左的三个红外线发射对管和接收部件实现,利用时钟中断来控制,实现远红外测距功能,探测前、右、左有无障碍。

行走控制:由左、右45©角的两个红外线发射对管和接收部件实现,利用时钟中断来控制,实现近红外测距功能,保持电脑鼠在中轴线上行走,避免撞墙。

转弯:由于电机采用的是步进电机,只要对一个电机的步数进行设定,电机采用PWM进行驱动,另外一个电机停止或者反转同样的步数,当然这个步数要自己实际测量。

第4章软件设计4.1电脑鼠软件设计概要说明电脑鼠的软件主要可以分为等高图制作模块、冲刺模块、转弯模块、搜索模块、相对方向与绝对方向转变模块、墙壁资料存储模块和电脑鼠搜索策略模块这图4-1 软件主要模块图下面介绍一下电脑鼠运行中必须要知道的一些参数,及其在程序运行过程中的用途。

电脑鼠在运行中可以划分为四个状态:等待,启动,搜索迷宫和冲刺状态。

1.等待状态在该状态中,电脑鼠静止在起点,等待开始命令。

同时实时显示传感器检测结果和电池电压,这样方便调试传感器的灵敏度和更换电池。

当控制启动的按键按下后,电脑鼠进入启动状态。

2.启动状态在该状态中,电脑鼠根据第一次转弯的方向判断起点是在坐标的(0,0)点还是在(15,0)点。

其程序流程图见图3-6所示:图4-2判断起点坐标程序流程图3. 搜索迷宫状态在该状态中,电脑鼠的任务就是搜索并记忆迷宫地图,以采用右手搜索法则为例搜索全迷宫,其流程图如图3-7所示。

图4-3 迷宫搜索流程图4.冲刺状态迷宫搜索完毕后,根据算法找出一条最优路径冲刺到终点,冲刺结束后返回到起点。

4.2等高图制作模块等高图就是等高线地图的简称,有如一般地图可以标出同一高度的地区范围,或有如气象报告时的等气压的范围和大小。

那么等高图运用在迷宫地图上,可以标出每个迷宫格到起点相等步数的关系,许多封闭路径的逃脱与冲刺的关卡都可以在制作出等高图后迎刃而解,使电脑鼠更容易逃脱,少走一些弯路。

首先开辟一块16 16的二维数组空间(MapStep[16][16]),其中每一个元素代表迷宫的一个方格,用以计算后储存各方格至起点的最短路径步数(所谓步数即为路径中经过的方格数)。

当起点坐标处标识为1时,可以直接达到的相邻方格均为2,再远的方格的等高值依次递增,这样距离越远的地方等高值越大。

4.3冲刺模块冲刺函数的实现是建立在等高图已经建立好的基础上的。

当电脑鼠要进行冲刺的时候,调用冲刺函数时,首先会调用等高图制作函数将等高图制作好。

然后该函数通过等高图和墙壁信息来进行电脑鼠的行进控制。

当然,我们认为电脑鼠在走直道的时候应该会比走弯道的时候,来的更快一点,所以我们没有进行特殊的加权,直接是走直道的。

电脑鼠从起点开始,一直利用等高图信息和墙壁信息进行一格一格的对比,只有当这一格在电脑鼠绝对方向上时,这一格才算记录到进行直道冲刺,同时直道格数加一。

当遇到电脑鼠要转弯的时候,已经将要走的步数记录下来了,接下来直接调用行进函数,控制电脑鼠走完记录好的步数后,即走到电脑鼠要转弯的地方后,再进行转弯,然后接着继续进行上一步的动作。

4.4转弯模块转弯也是电脑鼠运行时必不可少一部分,同时转弯也分为静止转弯和行进中转弯。

静止转弯要求电脑鼠首先要停止,主要用在电脑鼠进行搜索中,这时要求电脑鼠要绝对的稳定,所以采用静止转弯比较好。

行进中转弯的特点是消除了静止转弯的要求电脑鼠停止的弊端,可以节省一些时间,主要用在电脑鼠进行冲刺时,这时要求电脑鼠要以竟可能短的时间从起点到达终点,所以行进中转弯可以节省不少的时间。

静止转弯时,对两个电机设置走相同的步数,如当要转左转90©时,设置左电机向后走40步,右电机向前走40步。

通过两个电机走的方位不同,来实现静止转弯,但静止转弯的缺点就是,在转弯前首先要让电机停止,然后再对电机的要走的步数进行赋值,这样会浪费一点时间。

行进中转弯时,让一个轮子停止,一个轮子进行运转来实现。

如当要左转90©时,设置左电机停止转动,右电机转动80步。

与静止转弯区别开来的是,电机的步数在其他的函数中赋值好了,在转弯函数中只要一开始将一个电机停止转动就可以了,而不用一开始就将两个电机都停止,然后对电机的步数进行赋值,这样的话,就可以节省一些不必要的时间。

4.5搜索模块电脑鼠一开始进行迷宫搜索时必须要用到这个模块。

通过这个模块电脑鼠进行迷宫的墙壁信息的采集,电脑鼠所走过的每个坐标都会有一个相应的墙壁信息,这些墙壁信息是电脑鼠后来进行等高图制作和冲刺的基础。

在进行搜索时,电脑鼠的红外是在时钟中断下,不停地被驱动的,这一连串的动作有发射短波红外,发射长波红外,和接受红外。

处理器通过读取红外接收器对应引脚的信息来判断四周的情况,同时将迷宫的信息进行编码后存储在对应坐标的一个迷宫情况数组中。

当遇到岔路时,程序跳出搜索函数,回到主函数中将岔路坐标进行处理,将这个坐标进行入栈,再回到搜索函数中,根据所选用的搜索法则选择好一条路后,继续搜索,并这样一直下去直到电脑鼠运行到终点。

4.6迷宫地图相对方向与绝对方向的建立迷宫是用18cm¬18cm大小的方格组成的,其行列各有16个方格。

为了让电脑鼠记住所走过的各个迷宫格的信息,我们就坐标的方法来对256个迷宫格进行编号。

根据坐标的的定义和比赛规则,也为了把上下左右这四个方向参数转换为微控制器能够识别的符号,在本文中,将向上的方向定义为0、向右为1、向下为2、向左为3,如图3-8所示。

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