基于動(dòng)物機(jī)器人的微型GPS自主導(dǎo)航控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、動(dòng)物機(jī)器人在靈活性、協(xié)調(diào)性和環(huán)境適應(yīng)能力等方面都優(yōu)于傳統(tǒng)機(jī)電式機(jī)器人，目前研究人員主要通過(guò)藍(lán)牙、射頻、ZigBee、無(wú)線廣播和3G等技術(shù)無(wú)線控制動(dòng)物機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方向，活動(dòng)范圍大都還局限于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，需要研究人員實(shí)時(shí)觀察動(dòng)物機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)行為并改變刺激參數(shù)以糾正動(dòng)物機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)路線。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制是動(dòng)物機(jī)器人走出實(shí)驗(yàn)室的關(guān)鍵一步，對(duì)于動(dòng)物機(jī)器人的發(fā)展具有重要意義和實(shí)用價(jià)值。
　　本文以鴿子為控制對(duì)象，在分析國(guó)內(nèi)外動(dòng)物機(jī)器人遙控方式后設(shè)計(jì)

2、一種微型GPS自主導(dǎo)航系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)鴿子遠(yuǎn)程自主導(dǎo)航飛行，無(wú)需研究人員實(shí)時(shí)操控，也不需要無(wú)線通訊，增強(qiáng)了控制實(shí)時(shí)性、擴(kuò)大了遙控范圍。本系統(tǒng)主要通過(guò)一個(gè)導(dǎo)航微控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)，包括微型GPS模塊、多通道神經(jīng)信號(hào)刺激模塊、鏡像恒流源模塊、控制模塊C8051F330和電源模塊;整體硬件尺寸為25×16×15(單位mm)，總重量為12.2g。導(dǎo)航微控制器接收到GPS數(shù)據(jù)后提取經(jīng)緯度等有效信息，并進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，然后將當(dāng)前位置與指定路徑相比較，如果偏離指定

3、路徑就向鴿子大腦內(nèi)相應(yīng)神經(jīng)位點(diǎn)發(fā)送適當(dāng)?shù)碾p相恒流脈沖，控制鴿子沿指定的路徑運(yùn)動(dòng)直至到達(dá)目標(biāo)地點(diǎn)。導(dǎo)航微控制器可實(shí)現(xiàn)四個(gè)通道之間的選擇，每個(gè)通道可獨(dú)立輸出雙相恒流脈沖，其幅值、頻率、單脈沖寬度、脈沖個(gè)數(shù)和脈沖串個(gè)數(shù)均可調(diào)節(jié)。
　　經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，鏡像恒流源可以提高C8051F330單片機(jī)輸出電流的電壓幅值和恒流特性，大幅提高系統(tǒng)的帶負(fù)載能力，同時(shí)導(dǎo)航微控制器能夠根據(jù)自主導(dǎo)航算法輸出參數(shù)可調(diào)的雙相恒流脈沖，從而控制鴿子運(yùn)動(dòng)方向。導(dǎo)航微控