CN203535478U - 一种基于双核四轮微电脑鼠快速探索控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于双核四轮微电脑鼠快速探索控制器,包括：电源装置、硬件检测模块、信号检测装置、伺服调节控制单元、控制器和电机；所述控制器包含有第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元和第四驱动单元，所述电机包含有第一电机、第二电机、第三电机和第四电机；所述电源装置与所述伺服调节控制单元、控制器和电机电性连接；所述信号检测装置发出检测信号通过所述伺服调节控制单元传送至所述控制器，通过控制器实现对电机的独立、同步伺服驱动。通过上述方式，本实用新型能够通过双核处理器实现对四只直流电机的独立伺服控制，把微电脑鼠从繁重的工作量中解脱出来，实现微电脑鼠的快速智能探索。

Description

一种基于双核四轮微电脑鼠快速探索控制器

技术领域

本实用新型涉及一种探索控制器，特别是涉及一种基于双核四轮微电脑鼠快速探索控制器。

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，由其原理可以转化为多种实际的工业机器人，近几年内才引进国内，并逐渐成为一个新兴的竞赛项目。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。一只优秀的微电脑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，一只完整的微电脑鼠在大体分为以下几个部分：

（1）传感器：传感器是微电脑鼠的眼睛，是微电脑鼠准确获取外部环境信息的依据，然后把外界信息输送到微处理器进行各种条件判断。

（2）电机：执行电机是微电脑鼠的动力源，它根据微处理器的指令来执行微电脑鼠在迷宫中行走时的相关动作。

（3）算法：算法是微电脑鼠的灵魂。微电脑鼠必须采用一定的智能算法才能找到终点，才能找到一条最短的路径，在最短的时间内到达终点。

（4）微处理器：微处理器是微电脑鼠的核心部分，是微电脑鼠的大脑。微电脑鼠所有的信息，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。

电脑鼠结合了多学科知识，电脑鼠走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。但是微电脑鼠在迷宫探索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的方格当中精确的加速和减速进行探索，稍不小心微电脑鼠就会撞到周围的迷宫挡墙，使得探索失败，因此，对以微电脑鼠单元来说基于单片机的探索过程是决定其冲刺胜败的关键，但是由于国内研发此机器人的单位较少，对国际规则读取水平较低，相对研发水平比较落后,长时间运行发现存在着很多安全问题，即：

（1）作为微电脑鼠的眼睛采用的是超声波或者是一般的红外传感器，使得微电脑鼠对周围迷宫的探索存在一定的误判。

（2）作为微电脑鼠的执行机构采用的是步进电机，经常会遇到丢失脉冲的问题出现，导致对位置的记忆出现错误。

（3）由于采用步进电机，使得机体发热比较严重，不利于在大型复杂迷宫中探索和冲刺。

（4）由于采用比较低级的算法，在迷宫当中的探索一般都要花费4至5分钟的时间，这使得在真正的大赛中无法取胜。

（5）由于微电脑鼠要频繁的刹车和启动，加重了单片机的工作量，单一的单片机无法满足微电脑鼠快速启动和停止的要求。

（6）相对采用的都是一些体积比较大的插件元器件，使得微电脑鼠的体积比较庞大，无法满足快速探索的要求。

（7）由于受周围环境不稳定因素干扰，单片机控制器经常会出现异常，引起微电脑鼠失控，抗干扰能力较差。

（8）对于差速控制的微电脑鼠来说，一般要求其两个电机的控制信号要同步，但是对于单一单片机来说又很难办到，使得微电脑鼠在直道上行驶的时候要来回的补偿，而且有的时候在迷宫当中摇摆幅度较大，特别是对于快速探索时。

（9）由于受单片机容量和算法影响，微电脑鼠对迷宫的信息没有存储，当遇到掉电情况时所有的信息将消失，这使得整个探索过程要重新开始。

因此，需要对现有的基于单片机控制的微电脑鼠控制器进行重新设计。。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种基于双核四轮微电脑鼠快速探索控制器，能够。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种基于双核四轮微电脑鼠快速探索控制器, 包括：电源装置、硬件检测模块、信号检测装置、伺服调节控制单元、控制器和电机；所述控制器包含有第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元和第四驱动单元，所述电机包含有第一电机、第二电机、第三电机和第四电机；所述电源装置与所述伺服调节控制单元、控制器和电机电性连接；所述信号检测装置发出检测信号通过所述伺服调节控制单元传送至所述控制器。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述信号检测装置中包含有传感器，所述传感器设置为6个，所述第一电机、第二电机、第三电机和第四电机均采用直流电机。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述电源装置包含有电池和低压报警传感器，所述电池和低压报警传感器电性连接，所述电池为锂离子电池。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述伺服调节控制单元为四轴同步轴伺服调节控制单元，包括任务驱动单元、运行控制单元和返程控制单元，所述任务驱动单元与所述运行控制单元和返程控制单元电性连接；信号按任务驱动单元、运行控制单元和返程控制单元的顺序依次传输。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述任务驱动单元、运行控制单元和返程控制单元中包含有用于接收信号并控制信号传输的数据控制模块、用于接收数据控制模块发出信号并进行信号处理的数据处理模块和用于驱动微电脑鼠运动的前置驱动、后置驱动和四轮驱动，所述数据控制模块、数据处理模块和前置驱动、后置驱动和四轮驱动电性连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述数据处理模块中包含有LM629处理器，所述LM629处理器中包含有PWM调节器，所述PWM调节器与数据控制模块和前置驱动、后置驱动和四轮驱动电性连接；所述数据处理模块中还进一步包含有PID控制器；所述数据控制模块进一步包含有补偿模块。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述任务驱动单元还进一步包含有中断请求模块，所述硬件检测模块、传感器、中断请求模块、数据控制模块、数据处理模块和前置驱动、后置驱动和四轮驱动模块之间电性连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述运行控制单元进一步包含有坐标存储模块、参数转换模块、位置存储模块、前置驱动模块、四轮驱动模块和旋转模块，所述传感器、坐标存储模块、数据控制模块、数据处理模块、前置驱动、后置驱动和四轮驱动之间电性连接，所述传感器将探索信号传送至坐标存储模块进行存储，同时将信号传送至所述数据控制模块和数据处理模块；所述位置存储模块和数据处理模块电性连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述返程控制单元中包含有对输入终点坐标进行判断的终点坐标判断模块和对返程最优方程路线进行判断的返程控制模块。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述坐标存储模块和位置存储模块中设置有保护单元。

本实用新型的有益效果是：本实用新型本实用新型将控制微电脑鼠运动的电源装置与信号检测装置和伺服调节控制单元相连接，进行及时的供电。同时将四个控制器和四个直流电机相连接，能够有效地对微电脑鼠进行控制，使微电脑鼠的运行得到更精确的控制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本实用新型一种基于双核四轮微电脑鼠快速探索控制器一较佳实施例的结构示意图。

图2为本实用新型一种基于双核四轮微电脑鼠快速探索控制器一较佳实施例的伺服控制调节单元框图。

图3为本实用新型一种基于双核四轮微电脑鼠快速探索控制器一较佳实施例的微电脑鼠结构示意图。

图4为本实用新型一种基于双核四轮微电脑鼠快速探索控制器一较佳实施例的迷宫示意图。

图5为本实用新型一种基于双核四轮微电脑鼠快速探索控制器一较佳实施例的前进示意图。

图6为本实用新型一种基于双核四轮微电脑鼠快速探索控制器一较佳实施例的后退示意图。

图7为本实用新型一种基于双核四轮微电脑鼠快速探索控制器一较佳实施例的右进意义图。

图8为本实用新型一种基于双核四轮微电脑鼠快速探索控制器一较佳实施例的左退示意图。

图9为本实用新型一种基于双核四轮微电脑鼠快速探索控制器一较佳实施例的速度-时间运行梯形图。

附图中各部件的标记如下：1、前左控制电机；101、光电编码器；2、前右控制电机；3、后左控制电机；4、后右控制电机；5、传感器。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1、图2、图3和图4，本实用新型实施例提供如下技术方案。

在一个实施例中，一种基于双核四轮微电脑鼠快速探索控制器，包括：电源装置、硬件检测模块、信号检测装置、伺服调节控制单元、控制器和电机；所述控制器包含有第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元和第四驱动单元，所述电机包含有第一电机、第二电机、第三电机和第四电机；所述电源装置与所述伺服调节控制单元、控制器和电机电性连接；所述信号检测装置发出检测信号通过所述伺服调节控制单元传送至所述控制器，通过第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元和第四驱动单元分别实现对第一电机、第二电机、第三电机和第四电机的独立、同步伺服驱动。

区别于现有技术，在一个实施例中，优选地，所述信号检测装置中包含有传感器5，所述传感器5优选为6个，分别为S1、S2、S3、S4、S5、S6；所述第一电机、第二电机、第三电机和第四电机均采用直流电机。

所述电源装置包含有电池和低压报警传感器，所述电池和低压报警传感器电性连接，所述电池为锂离子电池，所述低压报警传感器在低压时自动打开。

所述伺服调节控制单元为四轴轴伺服调节控制单元，包括任务驱动单元、运行控制单元和返程控制单元，所述任务驱动单元与所述运行控制单元和返程控制单元电性连接；信号按任务驱动单元、运行控制单元和返程控制单元的顺序依次传输。

优选地，所述任务驱动单元、运行控制单元和返程控制单元中包含有用于接收信号并控制信号传输的数据控制模块、用于接收数据控制模块发出信号并进行信号处理的数据处理模块和用于驱动微电脑鼠运动的前置驱动、后置驱动和四轮驱动，所述数据控制模块、数据处理模块和前置驱动、后置驱动和四轮驱动电性连接。

优选地，所述数据处理模块中包含有LM629处理器，所述LM629处理器中包含有PWM调节器，所述PWM调节器与数据控制模块和前置驱动、后置驱动和四轮驱动电性连接，所述PWM调节器用于调制PWM波形；所述数据处理模块中还进一步包含有PID控制器，所述PID控制器采用双缓冲结构；所述数据控制模块进一步包含有补偿模块，用于对电机转矩的识别和处理。

优选地，所述任务驱动单元还进一步包含有中断请求模块，所述硬件检测模块、传感器、中断请求模块、数据控制模块、数据处理模块和前置驱动、后置驱动和四轮驱动模块之间电性连接，所述硬件检测模块检测单元硬件正常后，发出探索命令，所述传感器发出信号进行探索，信号依次流经中断请求模块、数据控制模块、数据处理模块和电驱动模块。

优选地，所述运行控制单元进一步包含有坐标存储模块、参数转换模块、位置存储模块、前置驱动模块、四轮驱动模块和旋转模块，所述传感器、坐标存储模块、数据控制模块、数据处理模块、前置驱动、后置驱动和四轮驱动之间电性连接，所述传感器将探索信号传送至坐标存储模块进行存储，同时将信号传送至所述数据控制模块和数据处理模块；所述位置存储模块和数据处理模块电性连接，用于存储信号数据。

优选地，所述返程控制单元中包含有对输入终点坐标进行判断的终点坐标判断模块和对返程最优方程路线进行判断的返程控制模块，所述返程控制模块选择最优返程路线输送至控制器。

优选地，所述坐标存储模块和位置存储模块中设置有保护单元，所述保护单元对坐标存储模块和位置存储模块进行分段存储和保护。

参照图1、图2、图3、图4、图5、图6，图7、图8和图9，为了能具体的描述微电脑鼠的运行状态，其具体的功能实现步骤如下。

打开电源开关，硬件检测模块会对电源装置、传感器5等硬件进行检测。确定单元硬件无异样后，微电脑鼠未接到探索命令之前，在起点坐标（0，0）等待ARM9处理器发出的探索命令。启动开关启动后，微电脑鼠沿着起点开始向终点（7，7）、（7，8）、（8，7）、（8，8）探索。

微电脑鼠放在起点坐标（0，0），接到任务后其前方的传感器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ARM9处理器向中断请求模块发出中断请求，ARM9处理器会对中断做第一时间响应，然后禁止控制前后左右四轴的LM629工作，封锁微电脑鼠的前左控制电机1、前右控制电机2、后左控制电机3和后右控制电机4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。

在微电脑探索启动瞬间，传感器S1、S2、S3、S4、S5、S6（六个独立的红外发射管发出的红外光经接收器接受后转化为周围迷宫的信息）判断周围的环境并送给ARM9处理器，ARM9处理器把这些环境参数转化为微电脑鼠前后左右四轮要运行速度-时间运动梯形图和位置、速度和加速度指令值，这个梯形包含的面积就是微电脑鼠前左控制电机1、前右控制电机2、后左控制电机3和后右控制电机4要运行的距离S1。然后ARM9处理器使能四轴LM629，与LM629通讯，由LM629根据这些参数结合光电编码器101和电流传感器的反馈生成驱动四轴直流电机的PWM波与方向。PWM波经驱动桥后驱动四个独立电机，完成整个加速过程直到达到探索设定速度，并把处理数据通讯给ARM9处理器，由ARM9处理器继续处理后续的运行状态。 

在微电脑鼠沿着Y轴向前运动，在任何一个方格的中心如果确定没有迷宫挡墙进入前方的运动范围。则微电脑鼠将存储其坐标（X,Y）存储于坐标存储模块，并把向前运动一格的位置参数传输给ARM9处理器，然后ARM9处理器会把此参数按照时间要求转化为位置参数、速度参数以及加速度参数指令值，然后使能后驱的两片LM629，把这些参考指令值传输给控制左右轮的LM629。LM629内部的梯形运动发生器会根据这些参数结合光电编码器101和电流传感器的反馈生成驱动左右轮的PWM波形和方向，经驱动桥控制左右轮的前左控制电机1和前右控制电机2向前运动，并记录下时刻运动的距离S。

如果在探索运动过程中，出现打滑或者是灰尘较多的状况时， ARM9处理器会使能前驱的两片LM629，ARM9处理器把剩余的距离转化为新的参考指令值传输给控制前后左右四轮的LM629。LM629内部的梯形运动发生器会根据这些参数结合光电编码器101和电流传感器的反馈生成驱动前后左右四轮的PWM波形和方向。经驱动桥控制前后左右轮的前左控制电机1、前右控制电机2、后左控制电机3和后右控制电机4向前运动，当到达设定目标时，将更新其坐标为（X,Y+1），在Y+1<15的前提下，判断其坐标是不是（7，7）、（7，8）、（8，7）、（8，8）其中的一个，如果不是将继续更新其坐标，如果是的话通知控制器已经搜索到目标，然后置返航探索标志为1，将位置存储至位置存储模块，微电脑鼠准备返程探索。

在微电脑鼠沿着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。并且此时左右的传感器S2、S3、S4、S5判断左右都有挡墙时，微电脑鼠将存储此时坐标（X,Y）至坐标存储模块。根据传感器S1和S6的反馈计算出向前运动停车的位置参数S1，并把向前运动停止的位置参数S1传输给ARM9处理器，然后ARM9处理器会把此参数按照时间要求转化为位置参数、速度参数以及加速度参数传输并使能前驱的两片LM629，单元进入四驱单元。LM629内部的梯形运动发生器会根据这些参数结合光电编码器101和电流传感器的反馈生成驱动前后左右轮的PWM波形和方向，控制前后左右四轮的前左控制电机1、前右控制电机2、后左控制电机3和后右控制电机4停车。然后ARM9处理器驱动四片LM629使两侧的电机运动方向相反：前左控制电机1和后左控制电机3正转，前右控制电机2和后右控制电机4反转，微电脑鼠在旋转模块中陀螺仪的控制下原地调转180度，然后沿着Y轴反向运动。

在其Y轴反向运动过程中，把向前运动一格的位置参数参数传输给ARM9处理器。然后ARM9处理器会把此参数按照时间要求转化为速度参数以及加速度参数传输给控制前后左右四轮的LM629，LM629内部的梯形运动发生器会根据这些参数结合光电编码器101和电流传感器的反馈生成驱动前后左右四轮的PWM波形，控制前后左右轮的前左控制电机1、前右控制电机2、后左控制电机3和后右控制电机4向Y轴反向运动。当达到设定探索速度时，ARM9处理器会禁止前驱的两片LM629，单元进入两驱单元，有后驱的前左控制电机1和前右控制电机2驱动微电脑鼠前进，当到达设定目标时，将更新其坐标为（X,Y-1），在确定Y-1>0的前提下，判断其坐标是不是（7，7）、（7，8）、（8，7）、（8，8）其中的一个。如果不是将继续更新其坐标，如果是的话通知控制器已经搜索到目标，然后置返航探索标志为1，将位置存储至位置存储模块，微电脑鼠准备返程探索。

在微电脑鼠沿着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。并且此时左右的传感器S2、S3、S4、S5判断左方有挡墙时，微电脑鼠将存储此时坐标（X,Y），根据传感器S1和S6的反馈计算出向前运动停止在迷宫方格中心的位置参数S1，并把向前运动停止的位置参数S1传输给ARM9处理器，然后ARM9处理器会把此参数按照时间要求转化为位置参数、速度参数以及加速度参数传输并使能前驱的两片LM629，单元进入四驱单元。LM629内部的梯形运动发生器会根据这些参数结合光电编码器101和电流传感器的反馈生成驱动前后左右轮的PWM波形和方向，控制前后左右四轮的前左控制电机1、前右控制电机2、后左控制电机3和后右控制电机4中心点停车；然后ARM9处理器驱动四片LM629使两侧的电机运动方向相反：前左控制电机1和后左控制电机3正转，前右控制电机2和后右控制电机4反转。微电脑鼠在旋转模块中陀螺仪的控制下原地向右调转90度，然后沿着X轴正向运动，在其沿着X轴正向运动过程中。把向前运动一格的位置参数传输给ARM9处理器，然后ARM9处理器会把此参数按照探索时间要求转化为速度参数以及加速度参数传输给控制前后左右四轮的LM629。LM629内部的梯形运动发生器会根据这些参数生成驱动前后左右四轮的PWM波形，控制前后左右轮的前左控制电机1、前右控制电机2、后左控制电机3和后右控制电机4向X轴正向运动。当达到设定探索速度时，ARM9处理器会禁止前驱的两片LM629，单元进入两驱单元，有后驱的前左控制电机1和前右控制电机2驱动微电脑鼠前进。当到达设定目标时，将更新其坐标为（X+1,Y），在X+1<15的前提下，判断其坐标是不是（7，7）、（7，8）、（8，7）、（8，8）其中的一个，如果不是将继续更新其坐标，如果是的话通知控制器已经搜索到目标，将位置存储至位置存储模块，然后置返航探索标志为1，微电脑鼠准备返程探索。

在微电脑鼠沿着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，并且此时左右的传感器S2、S3、S4、S5判断右方有挡墙时，微电脑鼠将存储此时坐标（X,Y）至坐标存储模块，根据传感器S1和S6的反馈计算出向前运动停止在迷宫方格中心的位置参数S1，并把向前运动停止的位置参数S1传输给ARM9处理器，然后ARM9处理器会把此参数按照时间要求转化为位置参数、速度参数以及加速度参数传输并使能前驱的两片LM629，单元进入四驱单元。LM629内部的梯形运动发生器会根据这些参数结合光电编码器101和电流传感器的反馈生成驱动前后左右轮的PWM波形，控制前后左右四轮的前左控制电机1、前右控制电机2、后左控制电机3和后右控制电机4中心点停车；然后ARM9处理器驱动四片LM629使两侧的电机运动方向相反：前左控制电机1和后左控制电机3正转，前右控制电机2和后右控制电机4反转.微电脑鼠在旋转模块中陀螺仪的控制下原地向左调转90度，然后沿着X轴反向运动。在其沿着X轴反向运动过程中，把向前运动一格的位置参数传输给ARM9处理器，然后ARM9处理器会把此参数按照探索时间要求转化为速度参数以及加速度参数传输给控制前后左右四轮的LM629。LM629内部的梯形运动发生器会根据这些参数结合光电编码器101和电流传感器的反馈生成驱动前后左右四轮的PWM波形，控制前后左右轮的前左控制电机1、前右控制电机2、后左控制电机3和后右控制电机4向X轴反向运动。当达到设定探索速度时，ARM9处理器会禁止前驱的两片LM629，单元进入两驱单元，有后驱的前左控制电机1和前右控制电机2驱动微电脑鼠前进，当到达设定目标时，将更新其坐标为（X-1,Y），在X-1>0的前提下，判断其坐标是不是（7，7）、（7，8）、（8，7）、（8，8）其中的一个，如果不是将继续更新其坐标，如果是的话通知控制器已经搜索到目标，然后置返航探索标志为1，将位置存储至位置存储模块，微电脑鼠准备返程探索。

当微电脑鼠到达（7，7）、（7，8）、（8，7）、（8，8）准备返程探索时，所述控制器会调出其已经存储在位置存储模块的迷宫数据。然后根据快速迷宫算法计算出可能存在的最佳路径，单元中返程控制模块开始工作，进入其中认为最优的一条。

在微电脑鼠进入迷宫正常返航运行时，并其导航的传感器S1、S2、S3、S4、S5、S6将工作，并把反射回来的光电信号转化为位置信号送给ARM9处理器，经ARM9处理器判断后送给LM629。由LM629运算后与ARM9处理器进行通讯，然后由LM629送控制信号给导航的前左控制电机1和前右控制电机2进行确定：如果进入已经搜索的区域将进行快速前进。如果是未知返回区域则采用正常速度搜索，并时刻更新其坐标（X,Y），并判断其坐标是不是（0，0），如果是的话置返航探索标志为0，将位置存储至位置存储模块，微电脑鼠进入冲刺阶段，并置冲刺标志为1。

为了能够实现微电脑鼠准确的坐标计算功能，本实用新型在高速直流前左控制电机1、前右控制电机2、后左控制电机3和后右控制电机4上加入了光电编码器101，通过补偿模块，时刻对微电脑鼠运行的距离进行计算并根据迷宫挡墙和柱子对传感器反馈信息不同的特点引入了补偿，使得微电脑鼠的坐标计算不会出现错误，为微电脑鼠的快速冲刺奠定了基础。为了能够实现微电脑鼠准确搜寻迷宫的坐标计算功能，微电脑鼠左右的传感器S2、S3和S4、S5会时刻对周围的迷宫挡墙和柱子进行探测。如果S2、S3或者S4、S5发现传感器信号发生了跃变，则说明微电脑鼠进入了迷宫挡墙和柱子的交接点，此时侧面传感器S2或者是S5会精确探测这一时刻。当再次出现跃变时，说明老鼠已经开始当前的迷宫格子，ARM9处理器会根据微电脑鼠当前运行的距离进行计算并根据对传感器5反馈信息进行补偿，保证了微电脑鼠的快速探索迷宫的准确性。

在微电脑鼠探索过程中，ARM9处理器对前左控制电机1、前右控制电机2、后左控制电机3和后右控制电机4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电脑鼠快速探索的影响。

优选地，如果微电脑鼠在探索过程中遇到地面打滑或者是读错迷宫信息时，有时会出现撞墙的现象，此时电机的电流将增大，当超过设定值时，LM629的中断命令将会向ARM9处理器发出中断请求，此时ARM9处理器会立即控制LM629停止工作，不仅减少有效地解决了堵转问题，而且也减少了对单元硬件的破坏。

为了能够减少光源对微电脑鼠探索过程的干扰，本发明加入了光电传感器，此光电传感器会在微电脑鼠运动过程对周围的异常光源进行读取，并自动送给控制器做实时补偿，消除了外界光源对冲刺的干扰。

当微电脑完成整个探索过程回到起始点（0，0），ARM9处理器将控制四片LM629使得四个电机以相同的方式减速控制微电脑中心点停车。然后重新调整四片LM629的PWM波输出，使得两则的电机：前左控制电机1、后左控制电机3和前右控制电机2、后右控制电机4以相反的方向运动，并在旋转模块中陀螺仪的控制下原地旋转180度，然后停车1秒，调取迷宫信息，然后根据算法算出最优冲刺路径，然后置冲刺标志为1，单元进入快速冲刺阶段。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于双核四轮微电脑鼠快速探索控制器，其特征在于，包括：电源装置、硬件检测模块、信号检测装置、伺服调节控制单元、控制器和电机；所述控制器包含有第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元和第四驱动单元，所述电机包含有第一电机、第二电机、第三电机和第四电机；所述电源装置与所述伺服调节控制单元、控制器和电机电性连接；所述信号检测装置发出检测信号通过所述伺服调节控制单元传送至所述控制器。

2.根据权利要求1所述的一种基于双核四轮微电脑鼠快速探索控制器，其特征在于，所述信号检测装置中包含有传感器，所述传感器设置为6个；所述第一电机、第二电机、第三电机和第四电机均采用直流电机。

3.根据权利要求1所述的一种基于双核四轮微电脑鼠快速探索控制器，其特征在于，所述电源装置包含有电池和低压报警传感器，所述电池和低压报警传感器电性连接，所述电池为锂离子电池。

4.根据权利要求2所述的一种基于双核四轮微电脑鼠快速探索控制器，其特征在于，所述伺服调节控制单元为四轴同步伺服调节控制单元，包括任务驱动单元、运行控制单元和返程控制单元，所述任务驱动单元与所述运行控制单元和返程控制单元电性连接；信号按任务驱动单元、运行控制单元和返程控制单元的顺序依次传输。

5.根据权利要求4所述的一种基于双核四轮微电脑鼠快速探索控制器，其特征在于，所述任务驱动单元、运行控制单元和返程控制单元中包含有用于接收信号并控制信号传输的数据控制模块、用于接收数据控制模块发出信号并进行信号处理的数据处理模块和用于驱动微电脑鼠运动的前置驱动、后置驱动和四轮驱动，所述数据控制模块、数据处理模块和前置驱动、后置驱动和四轮驱动电性连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于双核四轮微电脑鼠快速探索控制器，其特征在于，所述数据处理模块中包含有LM629处理器，所述LM629处理器中包含有PWM调节器，所述PWM调节器与数据控制模块和前置驱动、后置驱动和四轮驱动电性连接，所述PWM调节器用于调制PWM波形；所述数据处理模块中还进一步包含有PID控制器；所述数据控制模块进一步包含有补偿模块。

7.根据权利要求6所述的一种基于双核四轮微电脑鼠快速探索控制器，其特征在于，所述任务驱动单元还进一步包含有中断请求模块，所述硬件检测模块、传感器、中断请求模块、数据控制模块、数据处理模块和前置驱动、后置驱动和四轮驱动模块之间电性连接。

8.根据权利要求6所述的一种基于双核四轮微电脑鼠快速探索控制器，其特征在于，所述运行控制单元进一步包含有坐标存储模块、参数转换模块、位置存储模块、前置驱动模块、四轮驱动模块和旋转模块，所述传感器、坐标存储模块、数据控制模块、数据处理模块、前置驱动、后置驱动和四轮驱动之间电性连接，所述传感器将探索信号传送至坐标存储模块进行存储，同时将信号传送至所述数据控制模块和数据处理模块；所述位置存储模块和数据处理模块电性连接。

9.根据权利要求6所述的一种基于双核四轮微电脑鼠快速探索控制器，其特征在于，所述返程控制单元中包含有对输入终点坐标进行判断的终点坐标判断模块和对返程最优方程路线进行判断的返程控制模块。

10.根据权利要求8所述的一种基于双核四轮微电脑鼠快速探索控制器，其特征在于，所述坐标存储模块和位置存储模块中设置有保护单元。

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