CN105116890A - 单核低速六轮微微鼠冲刺控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了单核低速六轮微微鼠冲刺控制器，包括电池、第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器、陀螺仪、第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、第五电机、第六电机、第七电机、方向传感器、陀螺仪、加速度计、真空装置STM32F407控制器和7片MX118芯片等。采用了这个结构后，提高了运算速度，时刻对微微鼠的运行状态进行监测和运算，利用四个传感器探测既减少了干扰又能够准确对周边环境进行准确监测，能够根据运行状态校正运动姿态、能够重新分配扭矩、把更多的扭矩分配在未失速的驱动轮上使系统迅速脱离不稳定状态且自动调节真空装置对地面的吸附能力，彻底消除了微微鼠在复杂迷宫冲刺时的打滑现象。

Description

单核低速六轮微微鼠冲刺控制器

技术领域

本发明涉及一种微微鼠(PICOMOUSE)自动控制系统，属于微型迷宫机器人领域。

背景技术

微电脑鼠是使用嵌入式微控制器、传感器和机电运动部件构成的一种智能行走机器人，在国外已经竞赛了将近30年，其常采用两轮结构，两轮微电脑鼠二维结构如图1所示。微电脑鼠可以在不同“迷宫”中自动记忆和选择路径，采用相应的算法，快速地到达所设定的目的地，图2中便是微电脑鼠求解的迷宫中的一种。

随着微电子技术、计算机控制技术的不断进步，国外专家在微电脑鼠求解迷宫的技术基础之上提出了一种更具有挑战性的迷宫机器人---微微鼠，为了增强迷宫复杂程度以及求解迷宫的难度，迷宫挡墙由原有的180mm变成了90mm，原有的迷宫由16*16格变成了32*32格，新的迷宫二维结构如图3所示。电源一旦打开，微微鼠全程完全依靠自身携带的传感器自动导航，并求解由1024个迷宫格组成的各种复杂迷宫，能够快速从起点找到一条到达设定目标点的最佳路径，然后以最快的速度冲刺到终点。作为一种自助导航智能机器人，因为通过无线装置可以向控制器输入迷宫信息，微微鼠或者微电脑鼠比赛国际准则拒绝使用无线装置，为了能够得到微微鼠或者是微电脑鼠冲刺后的信息，只能通过算法快速寄存并储存其行走信息，当完成任务后通过控制器的232串口或者是USB等接口读取存储信息。

微微鼠在迷宫中行走过程中要时刻判断周围的环境，然后传输参数到控制器，由控制器反复控制其在迷宫方格中精确的加速和减速进行运动。一只优秀的微微鼠必须具备良好的感知能力，有良好的行走能力，优秀的智能算法，否则将无法完成冲刺任务。微微鼠冲刺迷宫技术综合了多学科知识，对于提升在校学生的动手能力、团队协作能力和创新能力，促进学生课堂知识的消化和扩展学生的知识面都非常有帮助，并且微微鼠冲刺迷宫技术的开展可以培养大批相关领域的人才，进而促进相关领域的技术发展和产业化进程。

微微鼠求解迷宫是国际新兴的一门技术，由于微微鼠冲刺迷宫技术的难度较高以及迷宫设计的复杂性，导致国内还没有研发此机器人的单位。如果认为微微鼠只是微电脑鼠的简单拷贝，按照微电脑鼠技术来设计微微鼠，在实践中发现设计出的微微鼠存在下列问题：

1、由于求解迷宫数目的大量增加，原有的微电脑鼠求解迷宫技术无法用于微微鼠求解现有的复杂迷宫,无法为高速冲刺控制器提供一条最佳冲刺路径。

2、由于微微鼠的尺寸相较于微电脑鼠的尺寸大幅减少，如果微微鼠采用图1中微电脑鼠的六组传感器技术探测迷宫，经常出现传感器相互干扰的状况，导致其读取迷宫信息失败。

3、基于轮式的微微鼠只能被动的适应迷宫地面的打滑程度，随着微微鼠冲刺速度的提高，其打滑概率也极大增加，导致冲刺迷宫失败。

4、由于微电脑鼠伺服系统采用的都是比较低级的算法，如果直接将这些算法套用在微微鼠上，使得微微鼠在迷宫当中冲刺时花费较长的时间，不仅消耗了大量电池的能量，而且在真正的大赛中无法取胜。

5、由于迷宫挡墙尺寸的减少，使得微微鼠相较于微电脑鼠单格运行的距离减少，微微鼠在高速冲刺过程中的频繁刹车和启动加重了单片机的工作量，单一的单片机无法满足微微鼠快速冲刺启动和停车的要求。

6、对于两轮驱动的微微鼠来说一般要求驱动其运动的两个电机PWM控制信号要同步，受计算能力的限制单一单片机伺服系统很难满足这一条件，微微鼠在直道上冲刺时不能准确的行走在中线上，在高速行走时很容易撞到迷宫挡墙，导致任务失败。

7、由于受单片机容量和算法影响，微微鼠无法存储迷宫信息，当遇到掉电情况时所有的信息将消失，这使得整个冲刺过程要重新开始。

8、微微鼠在迷宫冲刺时，易于受到外界干扰，由于没有进行及时补偿导致微微鼠碰撞迷宫挡墙，最终无法完成任务。

9、两轮如果设计不当会造成重心前偏或重心侧偏，重心前偏正常冲刺时将导致驱动轮上承受的正压力减小，使得运动时更加容易打滑、也更容易走偏，导致导航失败。重心侧偏将导致两个驱动轮承受的正压力不同，在快速启动时两轮打滑程度不一致，瞬间就偏离轨迹，转弯时，其中正压力小的轮子可能打滑，导致转弯困难。

10、采用两个动力轮驱动，为了满足复杂状态下的加速和减速，使得单个驱动电机的功率较大，不仅占用的空间较大，而且有时候在一些相对需求能量较低的状态下造成“大马拉小车”的现象出现，不利于微型化发展和系统能源的节省。

11、如果采用前驱+后驱的全时四驱，虽然冲刺时动态性能较好，但是全时四驱顾名思义随时随地都保持四驱状态，其耗能较高，而且冲刺时电机没有工作在最优状态。如果采用前驱+后驱的分时四驱冲刺方式，无论是采用前驱或者是后驱时都具有一定的弱点，在转弯冲刺时角度不是过大，就是不够，转弯动态性能较差。如果采用中驱+后驱的四轮驱动方式进行冲刺，通过释放后驱两轮采用中驱两轮转弯，虽然微微鼠转弯冲刺性能有所提高，电机的效率也得到一定优化，但是在高速冲刺时会造成重心后偏，需要软件对此进行保护。无论是两轮驱动或者是四轮驱动，在高速冲刺遇到迷宫接缝处具有一定的高度差时，冲刺动态性能都会收到严重影响。

发明内容

本发明的目的是借助现有的先进控制技术以及先进控制芯片提供一种单核低速六轮微微鼠冲刺控制器，满足初级者学习等方面的需要且解决现有技术中的诸多问题。

本发明采用的技术方案是：单核低速六轮微微鼠冲刺控制器，包括主板，还包括电池、第一传感器S1、第二传感器S2、第三传感器S5、第四传感器S6、第一电机X、第二电机Y、第三电机Z、第四电机R、第五电机U、第六电机W、第七电机M、方向传感器D1、陀螺仪G1、加速度计A1、真空装置、STM32F407控制器和7片MX118芯片，它们均设于主板上；

所述STM32F407处理器电性连接MX118芯片，所述第一传感器S1、第二传感器S2、第三传感器S5、第四传感器S6、方向传感器D1、陀螺仪G1和加速度计A1与STM32F407控制器信号连接；

STM32F407控制器与MX118芯片信号连接，第一传感器S1、第二传感器S2、第三传感器S5和第四传感器S6均位于主板上表面前端、其中两个信号发射方向与车轮行进方向相同、另外两个信号发射方向与车轮行进方向间有一定夹角、信号发射方向与车轮行进方向间有一定夹角的两个传感器的探测区域与主板设有车轮的侧面的延长面相交且探测区域能够绕开发射方向与车轮行进方向相同的传感器所在位置；

所述第一电机X、第二电机Y、第三电机Z、第四电机R、第五电机U和第六电机W分别与两轮微微鼠的六轮车轮一一对应连接、其中两个电机设置在主板前端两侧、两个电机设置在主板中部两侧、两个电机设置在主板后端两侧使得微微鼠构成前驱加中驱加后驱的复合结构；第七电机M与真空装置连接，7片MX118芯片分别与第一电机X、第二电机Y、第三电机Z、第四电机R、第五电机U、第六电机W和第七电机M信号连接。

由于微微鼠体积的大幅度降低，如果还是采用如图1所示微电脑鼠的结构、传感器2和3间以及传感器4和5间经常产生相互干扰，同时由于每组传感器采集迷宫挡墙参数都需要一定的时间，加重了采样周期，导致采样频率降低，延长了处理器STM32F407的处理时间。因此想到进行改进，如图4所示，传感器S1、传感器S6共同作用判断前方挡墙，传感器S2判断其左边挡墙的存在，传感器S5判断其右边挡墙的存在，同时传感器S2和传感器S5合作为微微鼠直线运动提供导航依据。为了使用智能算法计算迷宫挡墙信息，在使用前可以对微微鼠进行校正，校正时微微鼠放在迷宫不同设定位置，传感器S1、传感器S2、传感器S5和传感器S6发出的信号经侧挡墙反馈后分别被传感器S1、传感器S2、传感器S5和传感器S6接收（在传感器S1、传感器S2、传感器S5和传感器S6均包括红外发射传感器OPE5594A和红外接收器TSL262的情况下，第一传感器S1、第二传感器S2、第三传感器S5和第四传感器S6的红外发射传感器OPE5594A发射出的红外光经挡墙反馈后会被对应的红外接收器TSL262接收），接收值经控制器计算后作为当前位置的设定阀值，然后微微鼠使用时在冲刺过程中通过与这些阀值比较得到其迷宫信息。

为了进一步提高六轮微微鼠在复杂迷宫冲刺时的稳定性，由于陀螺仪G1通过积分其角速度得到微微鼠偏离中心的角度，在长期运动中会造成积分误差，为了能够精确测量微微鼠偏离中心的角度，本发明在微微鼠冲刺伺服控制器硬件系统中加入了方向传感器D1，三轴陀螺仪G1和三轴加速度计A1，控制器舍弃了单一陀螺仪工作模式。在微微鼠行走迷宫期间全程开启方向传感器D1、陀螺仪G1和加速度计A1，方向传感器D1实时测量微微鼠偏离中心的角度，三轴陀螺仪G1准确测量微微鼠三个转动方向的角度运动，三轴加速度计用来测量微微鼠三个平移运动的加速度。方向传感器D1、陀螺仪G1和加速度计A1时刻准确记录微微鼠冲刺过程中的瞬时参数并输送给控制器，当微微鼠冲刺时的姿态发生变化超过设定阀值时，在一个新的采样周期就立即对其位置补偿，避免了微微鼠冲刺时远远偏离中心位置导致撞墙现象的发生，不仅提高了其快速冲刺时的稳定性，也确保了其冲刺复杂迷宫的准确性；同时方向传感器D1也可以为微微鼠冲刺控制器校正阶段提供一定的帮助，在早期设置微微鼠冲刺姿态阀值时，由于没有方向传感器辅助，微微鼠的放置方向一旦有一定偏差，造成微微鼠稍微有点偏头，通过红外测量作为最后给定的参数阀值就一定错误，微微鼠在实际冲刺中即使姿态正确也要被控制器调整到错误的设定姿态，方向传感器D1的加入避免了这种不必要的失误，也为微微鼠的精确冲刺提供了可靠判据。

为了进一步提高微微鼠在冲刺迷宫时的稳定性，防止微微鼠在高速冲刺时打滑导致微微鼠迷宫信息错误，本发明在冲刺控制器的硬件系统中加入了微型直流电机M，真空装置具体的可以采用包括真空抽吸装置和位于两轮微微鼠下表面的微型真空吸盘的方式设置（当然也可以采用其他结构实现），在微微鼠运动过程中，电机M通过真空装置不停抽吸微型真空吸盘内的空气，使微型真空吸盘的内外压力不一样从而产生一定的负压，使微微鼠对地面产生一定的吸附力，并且随着微微鼠冲刺速度的增加，电机M自动会调节真空装置对地面的吸附力，增加对地面的摩擦系数，彻底防止微微鼠在高速冲刺时时因地面打滑造成的冲刺失败现象的再次发生。

作为发明的进一步改进，第一传感器S1的传感器信号发射方向与第二传感器S2的传感器信号发射方向间的夹角大于等于75°且小于等于90°、第三传感器S5、第四传感器S6的传感器信号发射方向间的夹角大于等于75°且小于等于90°。采用这种方式，传感器间的干扰少、测量更为准确。在夹角大于等于75°小于90°的情况下，传感器S2和传感器S5还可以精确测量到从有挡墙到无挡墙的变化以及从无挡墙到有挡墙的变化、这个位置的传感器信号变化可以被控制器捕捉到，然后在此位置可以对微微鼠进行精确智能补偿。而在夹角等于90°时则着重于对两侧的探测，并进行智能补偿。总之夹角的设置对于复杂迷宫计算至关重要，如果没有智能补偿的话，微微鼠在复杂迷宫中可能会产生累计误差以使求解迷宫失败。

作为发明的进一步改进，第一电机X、第二电机Y、第三电机Z、第四电机R、第五电机U和第六电机W均为永磁直流电机，这些电机中设置在主板中部两侧的电机比这些电机中设置在其它位置的电机的功率大。根据需要启动两个电机、四个电机或六个电机从而在两驱模式、四驱模式或六驱模式间切换，节约电量且能够按迷宫地面和周围环境状态不同而将需求扭矩按不同比例分布在的轮子上，以提高微微鼠的冲刺能力。

第一电机X、第二电机Y、第三电机Z、第四电机R、第五电机U、第六电机W和第七电机M上均设有光电编码器。光电编码器的能够输出A脉冲和B脉冲和Z脉冲，根据脉冲的电平记录电机的绝对位置，换算成微微鼠在迷宫中的具体位置，定位更加准确。

作为发明的进一步改进，还包括与STM32F407控制器信号连接的第一电流传感器C1、第二电流传感器C2、第三电流传感器C3、第四电流传感器C4、第五电流传感器C5、第六电流传感器C6、第七电流传感器C7和电压传感器V1，第一电流传感器C1、第二电流传感器C2、第三电流传感器C3、第四电流传感器C4、第五电流传感器C5、第六电流传感器C6和第七电流传感器C7分别与七个电机一一对应。STM32F407把外界环境转化后向MX118发送位置、速度、加速度等指令值，MX118将指令值再结合光电编码器、第一电流传感器C1、第二电流传感器C2、第三电流传感器C3、第四电流传感器C4、第五电流传感器C5、第六电流传感器C6和第七电流传感器C7的反馈生成四轴伺服系统的偏差信号，以MX118为处理核心来产生七轴伺服系统PWM波，经驱动桥放大后驱动微微鼠快速前进。采用这种方式STM32F407从复杂的工作当中解脱出来，实现部分的信号处理算法和MX118的控制逻辑，并响应中断，实现数据通信和存储实时信号。

作为发明的进一步改进，第一传感器S1、第二传感器S2、第三传感器S5和第四传感器S6均包括红外发射传感器OPE5594A和红外接收器TSL262。第一传感器S1、第二传感器S2、第三传感器S5和第四传感器S6的红外发射传感器OPE5594A发射出的红外光经挡墙反馈后会被对应的红外接收器TSL262接收。

本发明还公开了单核低速六轮微微鼠冲刺控制器的控制方法，包括以下步骤：

冲刺准备：将微微鼠放置在迷宫起点，等待控制器发出的冲刺命令，并调出已经探索后的最优迷宫，控制器首先开启第七电机M，通过抽吸装置先对微型真空吸盘抽吸，使真空吸盘对地面具有一定的吸附能力，控制器实时检测根据地面的状况系统会自动第七电机M从而加大或减小真空装置对地面的吸附力，；

冲刺方向判别：当接收到冲刺命令后，第一传感器S1和第四传感器S6会对前方的环境进行判断，确定有没有挡墙进入运动范围，如存在挡墙将向STM32F407控制器发出中断请求，STM32F407控制器会对中断做第一时间响应，然后禁止控制第一电机X、第二电机Y、第三电机Z、第四电机R、第五电机U和第六电机W的6片MX118芯片工作，封锁第一电机X、第二电机Y、第三电机Z、第四电机R、第五电机U、第六电机W的PWM驱动信号，使其静止在原地，然后二次判断迷宫确定前方信息，防止信息误判；如果没有挡墙进入前方的运动范围，微微鼠将进行正常的冲刺；

冲刺控制：当接收微微鼠冲刺的瞬间，开启方向传感器D1、陀螺仪G1、加速度计A1，真空抽吸装置使微微鼠对地面具有一定的吸附力，方向传感器D1对微微鼠行走方向进行辅助校正避免了微微鼠冲刺时偏离中心位置现象的发生，第一传感器S1、第二传感器S2、第三传感器S5和第四传感器S6判断周围的环境并将环境参数送给STM32F407控制器，STM32F407把这些环境参数按照六轴行走伺服控制单元速度和加速度要求转化为微微鼠要运行的距离、速度和加速度指令值并与MX118芯片通讯，由MX118芯片根据这些参数再结合电机的光电编码器、第一电流传感器C1、第二电流传感器C2、第三电流传感器C3、第四电流传感器C4、第五电流传感器C5、第六电流传感器C6和第七电流传感器C7的反馈生成驱动第一电机X、第二电机Y、第三电机Z、第四电机R、第五电机U、第六电机W的PWM波，STM32F407控制器根据外部环境要求控制MX118芯片进而控制第一电机X、第二电机Y、第三电机Z、第四电机R、第五电机U、第六电机W中的两个或四个或全部工作，PWM波经驱动桥放大后驱动两个或四个或六个电机使得微微鼠运动，完成整个加速过程直到达到冲刺设定速度，STM32F407控制器实时检测方向传感器D1、陀螺仪G1、加速度计A1以及第一电机X、第二电机Y、第三电机Z、第四电机R、第五电机U、第六电机W，根据微微鼠速度对真空装置的吸附力进行调整；

转向与直行控制：第一传感器S1、第二传感器S2、第三传感器S5和第四传感器S6判断周围的环境并将环境参数送给STM32F407控制器，在微微鼠向前运动过程中如果有迷宫挡墙进入前方的运动范围，则判断左右是否有挡墙，若至少一侧无挡墙则转弯、若两侧均有挡墙则掉头；在微微鼠向前运动过程显示前方有若干格直线坐标内没有挡墙、判断出前方的运动范围没有阻挡则微微鼠将存储其现在的坐标，处理器把向前运动若干格的位置参数传递给STM32F407，然后六片MX118芯片控制第一电机X、第二电机Y、第三电机Z、第四电机R、第五电机U和第六电机W使得微微鼠向前冲刺，传感器D1、陀螺仪G1、加速度计A1会时刻记录已经移动的距离并输送给STM32F407控制器；

位置判断：当微微鼠控制下运动若干格距离到达新地址时，微处理器将更新其坐标为并判断其坐标是不是终点，如果不是将继续更新其坐标，如果是的话通知控制器已经冲刺到目标，然后设置返航探索标志，微微鼠准备返程探索。

作为本发明的进一步改进；

转向与直行控制步骤中包括误差校正步骤，误差校正方法如下：微微鼠第一传感器S1、第二传感器S2、第三传感器S5和第四传感器S6时刻对周围的迷宫挡墙进行探测，如果信号发生了较大数值的跃变，STM32F407会根据微微鼠当前运行状态精确补偿，彻底消除微微鼠在复杂迷宫中已经累计的误差；

转向时采用的方法：转入前行驶一段的直线距离，转入时按照一定弧度进行三段转向，转出后行驶一段直线距离；转弯时，STM32F407首先把转入前行驶距离按照冲刺条件的不同转化为不同的速度参数以及加速度参数然后根据地面状况使能二片或四片或六片MX118，并把指令值传输给控制的MX118，MX118会根据这些参数再结合光电编码器、第一电流传感器C1、第二电流传感器C2、第三电流传感器C3、第四电流传感器C4、第五电流传感器C5、第六电流传感器C6和第七电流传感器C7的反馈生成驱动前后左右轮的PWM波形和方向，控制第一电机X、第二电机Y、第三电机Z、第四电机R、第五电机U和第六电机W实现转向。

作为本发明的进一步改进，返程探索过程如下：在微微鼠进入迷宫返程探索时，第一传感器S1、第二传感器S2、第三传感器S5和第四传感器S6将工作，并把反射回来的光电信号送给STM32F407控制器、控制器判断后送给MX118芯片、由MX118芯片运算后与STM32F407控制器进行通讯，然后由STM32F407控制器送控制信号给第一电机X、第二电机Y、第三电机R和第四电机Z进行确定，如果进入已经搜索的区域将进行快速前进，STM32F407会加大控制电机的占空比，以快速通过已知区域，减少二次探索时间，如果是未知返回区域则采用正常速度搜索，在运动过程中，控制器时刻检测微微鼠运行状态并实时调整电机M进行摩擦力调整且时刻更新其坐标并判断其坐标是不是起点。

本发明的有益效果是：

1、在冲刺过程中，控制器充分考虑电池在这个系统中的作用，基于STM32F407控制器时刻都在对微微鼠的运行状态进行监测和运算，通过电流传感器C1~C7实时对电机的电流进行采集，从根本上避免了大电流的产生，所以解决了大电流对电池的冲击，避免了由于大电流放电而引起的电池过度老化现象的发生。

2、为了充分提高多轮微微鼠冲刺控制器的稳定性和冲刺能力，并兼顾两轮中置转向的优点，并保证微微鼠的重心位置有利于各种运动，本发明采用六轮驱动结构：中置驱动的功率较大，后置和前置驱动的四个个电机功率较小，只有在冲刺控制器需求动力较高时才启动，起到助力作用。由于采用六轮驱动技术，微微鼠前后中六个动力轮都有动力，可按迷宫地面和周围环境状态不同而将需求扭矩按不同比例分布在前后所有的轮子上，提高了微微鼠冲刺复杂迷宫并适应复杂迷宫的能力。

3、根据需要微微鼠实现两驱、四驱和六驱的功能。在正常冲刺速度下，微微鼠一般会采用释放前后四轮，采用中置两轮驱动的方式；而一旦需要稍微提速，此时的加速度较小，STM32407会根据加速度大小并立即将微微鼠需求扭矩分配给后置两个助力驱动轮，同时控制器改变电机M的伺服控制，微微鼠系统自然切换到四轮驱动状态。而一旦需要快速提速或者是地面灰尘较多时，STM32407会根据加速度大小并立即将微微鼠需求扭矩分配给前后置四个助力驱动轮，同时控制器改变电机M的伺服控制，微微鼠系统自然切换到六轮驱动状态，不仅满足其动力需求，而且还增加了其平衡性。增强了微微鼠冲刺时的附着力和操控性。

4、由于采用多轮驱动的复合驱动方式，当微微鼠需要加速冲刺时，STM32F407把动力分配到四个或者是六个电机，一旦一个动力轮由于地面、机械结构等造成暂时离开地面，STM32407可以重新分配扭矩，把更多的扭矩分配在未失速的驱动轮上，使系统迅速脱离不稳定状态，重新回到四轴动力或者是六轴动力平衡状态，使得微微鼠具有更好的直线冲刺功能。

5、微微鼠冲刺转向时，为了保证旋转的稳定性，采用中置的两驱动轮实现转弯，并释放前后置的四个助力驱动轮，并利用方向传感器D1、陀螺仪G1、加速度计A1实时测量微微鼠的瞬时角度、角速度和加速度，为微微鼠精确转弯提供反馈。

6、多轮驱动方式下微微鼠冲刺系统在正常冲刺时如果设计不当造成重心偏移，将导致一侧驱动轮上承受的正压力减小，STM32F407会自动调整这一侧的动力分配，使冲刺系统处于一种新的平衡状态，防止微微鼠打滑。

7、由STM32F407处理微微鼠冲刺迷宫期间七只电机的独立伺服控制，使得控制比较简单，大大提高了运算速度，解决了单片机软件运行较慢的瓶颈，缩短了开发周期短，并且程序可移植能力强。

8、在此微微鼠冲刺控制器中引入了方向传感器D1、三轴陀螺仪G1和三轴加速度计A1，实现了微微鼠在迷宫冲刺时的瞬时加速度、速度和角度的精确检测，减少了通过积分而得到近似角度而带来的误差，并利用反馈实现全程导航和二次补偿，有利于提高微微鼠冲刺时的稳定性和动态性能。

9、采用四组传感器冲刺迷宫技术替代原有的六组传感器冲刺迷宫技术不仅减少了系统中各传感器组的干扰，并提高了迷宫挡墙采集频率，有利于提高控制系统的运算速度。

10、由于本控制器采用STM32F407处理迷宫存储和冲刺算法，有效地防止“跑飞”，抗干扰能力大大增强。

11、为了更好的保护电池，当系统在冲刺过程中遇到低压时，微微鼠上的低压报警传感器V1会自动开启，提示更换电池。

12、在微微鼠运行过程中，控制器会对高速直流电机X、电机Y、电机Z、电机R、电机U和电机W的转矩进行在线辨识并利用电机力矩与电流的关系进行补偿，减少了电机转矩抖动对微微鼠快速冲刺时的影响。

13、通过调节电机M可以有效调节真空吸盘对地面的吸附力，消除了微微鼠在高速冲刺时打滑现象的发生。

14、由于具有存储功能，这使得微微鼠可以轻易调取已经探索好的迷宫信息，可以优化二次冲刺的路径，降低冲刺时间。

附图说明

图1为二轮驱动微电脑鼠二维图。

图2为微电脑鼠16*16迷宫示意图。

图3为微微鼠32*32迷宫示意图。

图4为MX118的封装示意图。

图5为四眼微微鼠二维原理图。

图6基于STM32F407单核六轮微微鼠原理图。

图7基于STM32F407单核六轮微微鼠冲刺控制器程序框图。

图8为微微鼠速度曲线图。

图9为微微鼠直线冲刺示意图。

图10为微微鼠反向直线冲刺示意图。

图11为微微鼠右转冲刺示意图。

图12为微微鼠左转冲刺意义图。

具体实施方式

下面结合附图，对发明做进一步的说明。为了便于解释，微微鼠前端的是靠近第一传感器S1、第二传感器S2、第三传感器S5和第四传感器S6的微微鼠一侧，微微鼠中部指的是微微鼠中线处，微微鼠后端指的是远离第一传感器S1、第二传感器S2、第三传感器S5和第四传感器S6的微微鼠一侧，具体位置参照附图。微微鼠下表面指的是与设有电池、第一传感器S1、第二传感器S2、第三传感器S5、第四传感器S6等所在的面相反的面。第一电机X、第二电机Y、第三电机Z、第四电机R、第五电机U、第六电机W分别与X轮、Y轮、R轮、Z轮、U轮、W轮对应，U轮、X轮和Z轮位于微微鼠右侧，W轮、Y轮和R轮位于微微鼠的左侧，U轮和W轮位于微微鼠前端，X轮和Y轮位于微微鼠中部，R轮和Z轮位于微微鼠后端。第七电机M指的是与真空装置对应的电机，电机X、电机Y、电机R、电机Z、电机U、电机W和电机M分别为第一电机X、第二电机Y、第三电机Z、第四电机R、第五电机U、第六电机和第七电机M的简写，传感器S1、传感器S2、传感器S5和传感器S6分别为第一传感器S1、第二传感器S2、第三传感器S5和第四传感器S6的简写。电流传感器C1、电流传感器C2、电流传感器C3、电流传感器C4、电流传感器C5、电流传感器C6和电流传感器C7分别为第一电流传感器C1、第二电流传感器C2、第三电流传感器C3、第四电流传感器C4、第五电流传感器C5、第六电流传感器C6和第七电流传感器C7的简写。X轴和Y轴指的是图中3中所示的X轴和Y轴，为了方便描述，给出了具体的起点坐标和终点坐标，例如起点坐标（0，0），例如终点坐标（F，F）、（F，10）、（10，F）、（10，10），在实际应用中可能会发生改变。单墙导航模式指的时微微鼠两侧只有其中一侧有挡墙时进入的模式，单墙导航模式分为左单墙导航模式和右单墙导航模式；双墙导航模式指的时微微鼠两侧均有挡墙时进入的模式。这些定义仅为了本领域技术人员能够理解本申请内容，不应视为对保护范围或使用方法的限定。

具体步骤如下：

1）在微微鼠未接到冲刺命令之前，开电后控制器会检测一下电池电源，如果低压将报警提示充电。如果电压正常一般会在起点坐标（0，0）等待控制器发出的冲刺命令，并调出已经探索后的最优迷宫。控制器首先开启真空抽吸电机M，通过抽吸装置先对微型真空吸盘抽吸，使真空吸盘对地面具有一定的吸附力，控制器并实时检测，如果地面不干净，系统会自动调节电机M加大真空吸盘对地面的吸附力，增加微微鼠冲刺时与地面的摩擦系数。一旦接到冲刺命令后，微微鼠会沿着最佳路径从起点开始快速冲向终点坐标（F，F）、（F，10）、（10，F）、（10，10）。

2）微微鼠接到任务后为了防止放错冲刺方向，其前方的传感器S1、S6和会对前方的环境进行判断，确定有没有挡墙进入运动范围，如存在挡墙将向STM32F407发出中断请求，STM32F407会对中断做第一时间响应，然后禁止控制六轮的MX118工作，封锁微微鼠的电机X、电机Y、电机R、电机Z、电机U和电机W的PWM驱动信号，使其静止在原地，然后二次判断迷宫确定前方信息，防止信息误判；如果没有挡墙进入前方的运动范围，微微鼠将开启复位电路，调取正常的迷宫信息，准备进行正常的冲刺,在微微鼠冲刺过程中，控制器实时对微微鼠行走速度、地面等状况进行检测，并通过调节电机M的伺服控制来有效调节真空吸盘对地面的吸附能力，此外在微微鼠沿着当前迷宫格向前冲刺过程中，控制器实时根据外围传感器通过调节电机M的伺服控制来有效调节真空装置对地面的吸附能力。方向传感器D1、陀螺仪G1、加速度计A1会时刻记录其瞬时加速度、速度和位置，当微微鼠快速冲刺脱离了设定中心位置时，在新的采样周期内，STM32F407根据当前的状态重新生成三闭环伺服系统的指令给定值并传输给MX118，然后MX118再结合光电编码器以及电流传感器C1、电流传感器C2、电流传感器C3、电流传感器C4、电流传感器C5和电流传感器C6的反馈微调电机的PWM波输入，六轴伺服系统开始进行实时补偿来调整微微鼠的姿态，使其重新回到设定中心位置（根据实际求，控制器会决定两轮驱动、选取中驱+后驱的四轮驱动或者是前驱+中驱+后驱的六轮驱动方式，下面同理，不再赘述）在微微启动冲刺瞬间，传感器S1、S2、S5、S6（四个独立的红外发射管OPE5594A发出的红外光经四个红外接收器TSL262接受后转化为周围迷宫的信息）判断周围的环境并送给STM32F407，然后由STM32F407根据冲刺迷宫信息生成速度-时间运动梯形图的指令给定值，这个梯形包含的面积就是微微鼠电机要运行的距离。然后STM32F407使能MX118，与MX118通讯，由MX118根据这些参数再结合光电编码器和电流传感器C1、C2、C3、C4的反馈生成驱动电机的PWM波。PWM波经驱动桥后驱动电机X、电机Y、电机Z、电机R、电机U和电机W，完成整个加速过程直到达到冲刺设定速度。

3）在微微鼠沿着Y轴正向向前快速冲刺过程中或反向向前快速冲刺过程中，如果迷宫信息中显示前方有Z格直线坐标下没有挡墙进入前方的运动范围，微微鼠将存储其现在的坐标（X,Y），处理器把向前运动Z格的位置参数传递给STM32F407，然后STM32F407把此参数按照各种冲刺条件不同的要求转化为速度参数以及加速度参数并使能MX118（根据冲刺驱动功率需求，控制器会决定两轮驱动、选取中驱+后驱的四轮驱动或者是前驱+中驱+后驱的六轮驱动方式，因此所使能的MX118片数根据情况的不同，下面同理，不再赘述），再结合光电编码器、电流传感器C1、C2的反馈生成驱动电机的PWM波，PWM波经驱动桥放大后驱动电机X、电机Y、电机Z、电机R、电机U和电机W使得微微鼠运动，电机X、电机Y、电机Z、电机R、电机U和电机W的光电编码器和陀螺仪G1、加速度计A1会时刻记录已经移动的距离并输送给控制器；在冲刺过程中，传感器S2和S5会对左右的挡墙进行判断，并记录储存当前迷宫挡墙信息，微微鼠根据前进方向左右挡墙的迷宫信息进入单墙导航模式或者是双墙导航模式，然后方向传感器D1、陀螺仪G1和加速度计A1实时测量微微鼠的瞬时运动加速度、速度和位置并传送给控制器，当微微鼠快速冲刺脱离了设定中心位置时，在新的采样周期，控制器根据离开中心位置的偏差借方向传感器D1、陀螺仪G1和加速度计A1开始进行实时补偿，微调电机的PWM波输入，通过此方式可以精确调整冲刺时微微鼠的姿态和位置，使其重新回到设定中心位置；当微微鼠在方向传感器D1、陀螺仪G1和加速度计A1的控制下运动Z格距离到达新地址时，控制器将更新其坐标为（X,Y+Z）或（X,Y-Z），在Y+Z<1F的前提下或Y-Z<1F的前提下，判断其坐标是不是终点坐标中的一个，如果不是将继续更新其坐标，如果是的话通知控制器已经冲刺到目标，然后置返航冲刺标志为1，微微鼠准备返程冲刺。

4）在微微鼠沿着Y轴向前运动过程中如果有迷宫挡墙进入前方的运动范围，并且此时迷宫信息中左方有挡墙而右方无挡墙时或左方无挡墙而右方有挡墙时，微微鼠将存储此时坐标（X,Y），然后进入图11或图12所示的曲线运动轨迹，为了使转弯更加平稳，系统采用五段法来实现转弯：转入前行驶直线校正距离Leading11或Leading12、转入弧度ARC11或ARC12、转入弧度ARC21或ARC22、转出弧度ARC31或ARC32，转出后行驶直线校正距离Passing11或Passing12。

在右冲刺转弯时或左冲刺转弯时，STM32F407首先把行走直线很短的距离Leading11或Leading12按照各种冲刺条件不同的要求转化为速度参数以及加速度参数然后使能MX118，并把此设定指令值传输给控制前后左右轮的MX118，MX118内部的梯形运动发生器会根据这些参数再结合光电编码器和电流传感器C1、C2、C3、C4、C5、C6的反馈生成驱动前后左右轮的PWM波形和方向，控制电机X、电机Y、电机R、电机Z、电机U、电机W使得微微鼠快速运动；传感器S2会对左挡墙进行判断或传感器S5会对右挡墙进行判断，并记录储存当前迷宫挡墙信息，微微鼠根据前进方向左挡墙的迷宫信息进入单墙导航模式，当到达既定目标时，传感器参考值R90_FrontWallRef或L90_FrontWallRef开始工作，防止外界干扰开始做误差补偿。误差补偿结束后，为了顺利转弯，控制器禁止两轮后驱MX118工作，系统切换到两轮中置驱动状态。

STM32F407把转入弧度ARC11或ARC12、转入弧度ARC21或ARC22、转出弧度ARC31或ARC32按照各种冲刺条件不同的要求转化为速度参数以及加速度参数传输给控制左右轮的MX118，然后MX118再结合光电编码器以及电流传感器C1、C2的反馈生成驱动直流电机运动的PWM波，PWM波通过驱动桥放大后推动微微鼠完成转弯冲刺。在微微鼠转弯冲刺过程中，传感器S1、S2、S5、S6关闭，系统进入陀螺仪惯性导航模式：在微微鼠快速冲刺过程中方向传感器D1、陀螺仪G1和加速度计A1实时记录其瞬时加速度、速度和位置，并通过积分和二次积分与设定位置的速度和角度对比，通过MX118内部的调节器进行调整，当微微鼠快速冲刺脱离了设定位置时，在新的采样周期内，系统按照偏差大小微调电机的PWM波输入，两轴伺服系统开始进行实时补偿来调整微微鼠的姿态（下述陀螺仪惯性导航模式同理，不再赘述），使其完成弧度；

当到达既定目标后，系统开启传感器S2或S5，控制器把直线行走很短的距离Passing11或Passing12按照各种冲刺条件不同的要求转化为速度参数以及加速度参数传输给MX118，然后MX118再结合光电编码器以及电流传感器的反馈生成驱动直流电机运动的PWM波，PWM波通过驱动桥放大后推动微微鼠向前冲刺。传感器S2对左迷宫挡墙进行检测或传感器S5会对右挡墙进行判断，并记录储存当前迷宫挡墙信息，微微鼠根据左挡墙或又挡墙的迷宫信息确定其进入单墙导航模式。当到达既定目标后完成整个右转弯或左转的轨迹曲线运动。此时将更新其坐标为（X+1,Y）或（X-1,Y），在X+1<1F的前提下或X-1<1F的前提下，判断其坐标是不是终点坐标中的一个，如果不是将继续执行新的冲刺命令，如果是则通知控制器已经冲刺到终点，然后置返航冲刺标志为1，微微鼠准备返程冲刺。

5）当微微鼠冲刺到达终点坐标后会准备冲刺后的返程探索以便搜寻更优的路径，控制器会调出其已经存储的迷宫信息，然后计算出可能存在的其它最佳路径，然后返程开始进入其中认为最优的一条。

6）在微微鼠进入迷宫返程探索时，其导航的传感器S1、S2、S5、S6将工作，并把反射回来的光电信号送给STM32F407，经STM32F407判断后送给MX118，由MX118运算后与STM32F407进行通讯，然后由控制器送控制信号给导航的电机X、电机Y、电机Z、电机R、电机U和电机W进行确定：如果进入已经搜索的区域将进行快速前进，STM32F407会加大控制电机的占空比，以快速通过已知区域，减少二次探索时间；如果是未知返回区域则采用正常速度搜索。在运动过程中，控制器时刻检测微微鼠运行状态并实时调整电机M的伺服控制，时刻更新其坐标（X,Y），并判断其坐标是不是（0，0），如果是的话置返航冲刺标志为0，微微鼠进入冲刺阶段，并置冲刺标志为1。

7）为了能够实现微微鼠在冲刺时准确的坐标计算，微微鼠左右的传感器S2和S5会时刻对周围的迷宫挡墙和柱子进行探测，如果传感器S2或者S5发现传感器信号发生了较大数值的跃变，则说明微微鼠进入了从有迷宫挡墙到无迷宫挡墙（或者是从无迷宫挡墙到有迷宫挡墙）状态的变化，STM32F407会根据微微鼠当前运行状态精确补偿，彻底消除微微鼠在复杂迷宫中冲刺时已经累计的误差。

8）在微微鼠冲刺过程中，STM32F407会对直流电机的转矩进行在线辨识，当电机的转矩收到外界干扰出现较大抖动时，控制器会利用电机力矩与电流的关系进行时候补偿，减少了电机转矩抖动对微微鼠快速冲刺的影响。

9）如果微微鼠在冲刺过程中遇到动力轮失速或者是读错迷宫信息时，经常会出现撞墙的现象，此时电机的电流将增大，当超过设定值时，MX118的中断命令将会向STM32F407发出中断请求，此时STM32F407会立即四片MX118停止工作，立刻释放电机X、电机Y、电机Z、电机R、电机U和电机W，不仅减少有效地解决了堵转问题，而且也减少了对系统硬件的破坏。

10）在微微鼠冲刺过程中，如果系统出现了干扰，STM32F407会根据当前状态对电流加以补偿，快速调整电流环的PID参数，使得系统快速稳定下来，防止高速冲刺时干扰对系统的影响。

11）当微微鼠完成整个冲刺过程到达终点坐标时，微微鼠会置探索标志为1，微微鼠返程探索回到起始点（0，0），STM32F407将控制MX118的PWM波输出使得微微在起始点中心点停车，然后重新调整MX118的PWM波输出，使得两侧的轮子以相反的方向运动，并在陀螺仪的控制下，原地旋转180度，然后停车1秒，二次调取迷宫信息，然后根据改进蚁群算法（Improvedantcolonyalgorithm）求解最优冲刺路径，然后置冲刺标志为1，系统进入二次快速冲刺阶段。然后按照冲刺----探索---冲刺，完成多次的冲刺，以达到快速冲刺的目的。

本领域技术人员应当知晓，发明的保护方案不仅限于上述的实施例，还可以在上述实施例的基础上进行各种排列组合与变换，例如在主板上设置补偿传感器L1，微微鼠整个运动过程中，补偿传感器L1会时刻对外界干扰光源进行采集，然后传输给STM32F407，STM32F407根据补偿传感器L1传输的数据自动补偿外界干扰，减少了外界干扰光源对系统的干扰。例如电池为锂电子电池。总之在不违背发明精神的前提下，对发明进行的各种变换均落在发明的保护范围内。

Claims (8)

1.单核低速六轮微微鼠冲刺控制器，包括主板，其特征在于还包括电池、第一传感器（S1）、第二传感器（S2）、第三传感器（S5）、第四传感器（S6）、第一电机（X）、第二电机（Y）、第三电机（Z）、第四电机（R）、第五电机（U）、第六电机（W）、第七电机（M）、方向传感器(D1)、陀螺仪（G1）、加速度计(A1)、真空装置、STM32F407控制器和7片MX118芯片，它们均设于主板上；

所述STM32F407处理器电性连接MX118芯片，所述第一传感器（S1）、第二传感器（S2）、第三传感器（S5）、第四传感器（S6）、方向传感器(D1)、陀螺仪（G1）和加速度计(A1)与STM32F407控制器信号连接；

STM32F407控制器与MX118芯片信号连接，第一传感器（S1）、第二传感器（S2）、第三传感器（S5）和第四传感器（S6）均位于主板上表面前端、其中两个信号发射方向与车轮行进方向相同、另外两个信号发射方向与车轮行进方向间有一定夹角、信号发射方向与车轮行进方向间有一定夹角的两个传感器的探测区域与主板设有车轮的侧面的延长面相交且探测区域能够绕开发射方向与车轮行进方向相同的传感器所在位置；

所述第一电机（X）、第二电机（Y）、第三电机（Z）、第四电机（R）、第五电机（U）和第六电机（W）分别与两轮微微鼠的六轮车轮一一对应连接、其中两个电机设置在主板前端两侧、两个电机设置在主板中部两侧、两个电机设置在主板后端两侧使得微微鼠构成前驱加中驱加后驱的复合结构；第七电机（M）与真空装置连接，7片MX118芯片分别与第一电机（X）、第二电机（Y）、第三电机（Z）、第四电机（R）、第五电机（U）、第六电机（W）和第七电机（M）信号连接。

2.根据权利要求1所述单核低速六轮微微鼠冲刺控制器，第一传感器（S1）的传感器信号发射方向与第二传感器（S2）的传感器信号发射方向间的夹角大于等于75°且小于等于90°、第三传感器（S5）、第四传感器（S6）的传感器信号发射方向间的夹角大于等于75°且小于等于90°。

3.根据权利要求1所述单核低速六轮微微鼠冲刺控制器，其特征在于第一电机（X）、第二电机（Y）、第三电机（Z）、第四电机（R）、第五电机（U）和第六电机（W）均为永磁直流电机，这些电机中设置在主板中部两侧的电机比这些电机中设置在其它位置的电机的功率大。

4.根据权利要求1所述单核低速六轮微微鼠冲刺控制器，其特征在于第一电机（X）、第二电机（Y）、第三电机（Z）、第四电机（R）、第五电机（U）、第六电机（W）和第七电机（M）上均设有光电编码器。

5.根据权利要求1所述单核低速六轮微微鼠冲刺控制器，其特征在于还包括与STM32F407控制器信号连接的第一电流传感器（C1）、第二电流传感器（C2）、第三电流传感器（C3）、第四电流传感器（C4）、第五电流传感器（C5）、第六电流传感器（C6）、第七电流传感器（C7）和电压传感器V1，第一电流传感器（C1）、第二电流传感器（C2）、第三电流传感器（C3）、第四电流传感器（C4）、第五电流传感器（C5）、第六电流传感器（C6）和第七电流传感器（C7）分别与七个电机一一对应。

6.根据权利要求1所述单核低速六轮微微鼠冲刺控制器，其特征在于所述的STM32F407控制器，第一传感器（S1）、第二传感器（S2）、第三传感器（S5）和第四传感器（S6）均包括红外发射传感器OPE5594A和红外接收器TSL262。

7.单核低速六轮微微鼠冲刺控制器的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

冲刺准备：将微微鼠放置在迷宫起点，等待控制器发出的冲刺命令，并调出已经探索后的最优迷宫，控制器首先开启第七电机（M），通过抽吸装置先对微型真空吸盘抽吸，使真空吸盘对地面具有一定的吸附能力，控制器实时检测根据地面的状况系统会自动第七电机（M）从而加大或减小真空装置对地面的吸附力，；

冲刺方向判别：当接收到冲刺命令后，第一传感器（S1）和第四传感器（S6）会对前方的环境进行判断，确定有没有挡墙进入运动范围，如存在挡墙将向STM32F407控制器发出中断请求，STM32F407控制器会对中断做第一时间响应，然后禁止控制第一电机（X）、第二电机（Y）、第三电机（Z）、第四电机（R）、第五电机（U）和第六电机（W）的6片MX118芯片工作，封锁第一电机（X）、第二电机（Y）、第三电机（Z）、第四电机（R）、第五电机（U）、第六电机（W）的PWM驱动信号，使其静止在原地，然后二次判断迷宫确定前方信息，防止信息误判；如果没有挡墙进入前方的运动范围，微微鼠将进行正常的冲刺；

冲刺控制：当接收微微鼠冲刺的瞬间，开启方向传感器(D1)、陀螺仪（G1）、加速度计(A1)，真空抽吸装置使微微鼠对地面具有一定的吸附力，方向传感器(D1)对微微鼠行走方向进行辅助校正避免了微微鼠冲刺时偏离中心位置现象的发生，第一传感器（S1）、第二传感器（S2）、第三传感器（S5）和第四传感器（S6）判断周围的环境并将环境参数送给STM32F407控制器，STM32F407把这些环境参数按照六轴行走伺服控制单元速度和加速度要求转化为微微鼠要运行的距离、速度和加速度指令值并与MX118芯片通讯，由MX118芯片根据这些参数再结合电机的光电编码器、第一电流传感器（C1）、第二电流传感器（C2）、第三电流传感器（C3）、第四电流传感器（C4）、第五电流传感器（C5）、第六电流传感器（C6）和第七电流传感器（C7）的反馈生成驱动第一电机（X）、第二电机（Y）、第三电机（Z）、第四电机（R）、第五电机（U）、第六电机（W）的PWM波，STM32F407控制器根据外部环境要求控制MX118芯片进而控制第一电机（X）、第二电机（Y）、第三电机（Z）、第四电机（R）、第五电机（U）、第六电机（W）中的两个或四个或全部工作，PWM波经驱动桥放大后驱动两个或四个或六个电机使得微微鼠运动，完成整个加速过程直到达到冲刺设定速度，STM32F407控制器实时检测方向传感器(D1)、陀螺仪（G1）、加速度计(A1)以及第一电机（X）、第二电机（Y）、第三电机（Z）、第四电机（R）、第五电机（U）、第六电机（W），根据微微鼠速度对真空装置的吸附力进行调整；

转向与直行控制：第一传感器（S1）、第二传感器（S2）、第三传感器（S5）和第四传感器（S6）判断周围的环境并将环境参数送给STM32F407控制器，在微微鼠向前运动过程中如果有迷宫挡墙进入前方的运动范围，则判断左右是否有挡墙，若至少一侧无挡墙则转弯、若两侧均有挡墙则掉头；在微微鼠向前运动过程显示前方有若干格直线坐标内没有挡墙、判断出前方的运动范围没有阻挡则微微鼠将存储其现在的坐标，处理器把向前运动若干格的位置参数传递给STM32F407，然后六片MX118芯片控制第一电机（X）、第二电机（Y）、第三电机（Z）、第四电机（R）、第五电机（U）和第六电机（W）使得微微鼠向前冲刺，传感器(D1)、陀螺仪（G1）、加速度计(A1)会时刻记录已经移动的距离并输送给STM32F407控制器；

位置判断：当微微鼠控制下运动若干格距离到达新地址时，微处理器将更新其坐标为并判断其坐标是不是终点，如果不是将继续更新其坐标，如果是的话通知控制器已经冲刺到目标，然后设置返航探索标志，微微鼠准备返程探索。

8.根据权利要求7所述的一种STM32F407和MX118四轮微微鼠快速冲刺控制器的控制方法，其特征在于：

转向与直行控制步骤中包括误差校正步骤，误差校正方法如下：微微鼠第一传感器（S1）、第二传感器（S2）、第三传感器（S5）和第四传感器（S6）时刻对周围的迷宫挡墙进行探测，如果信号发生了较大数值的跃变，STM32F407会根据微微鼠当前运行状态精确补偿，彻底消除微微鼠在复杂迷宫中已经累计的误差；

转向时采用的方法：转入前行驶一段的直线距离，转入时按照一定弧度进行三段转向，转出后行驶一段直线距离；转弯时，STM32F407首先把转入前行驶距离按照冲刺条件的不同转化为不同的速度参数以及加速度参数然后根据地面状况使能二片或四片或六片MX118，并把指令值传输给控制的MX118，MX118会根据这些参数再结合光电编码器、第一电流传感器（C1）、第二电流传感器（C2）、第三电流传感器（C3）、第四电流传感器（C4）、第五电流传感器（C5）、第六电流传感器（C6）和第七电流传感器（C7）的反馈生成驱动前后左右轮的PWM波形和方向，控制第一电机（X）、第二电机（Y）、第三电机（Z）、第四电机（R）、第五电机（U）和第六电机（W）实现转向。