【摘要】随着机器人多样性和自主智能程度的不断提高，机器人已经广泛应用于家庭协助、救援抢险、军事服务、工业制造等领域。本文研究并实现了一个基于Arduino的自主跟随机器人。为了实现自主跟随，首先要进行被跟随物体的位置检测，目前的常见办法是通过摄像头获取图像，经过相应处理从而实现寻找跟随物，另一种方法通过卫星定位系统来实现。上述两种方法投资较大、技术复杂，对于实现单纯跟随功能的移动机器人系统并不适用。本课题从降低成本的角度出发，以Arduino单片机为核心，利用红外等传感器，在移动机器人与跟随目标之间进行实时数据传输，最终实现自主跟随。实验表明，本课题所提出的自主跟随方案能达到良好的跟随效果。

【关键词】: Arduino; 超声波传感器; 红外发射器; 红外接收器

目录

摘要

Abstract

1  绪论-6

1.1课题的研究背景和依据-6

1.2 移动机器人国内外研究现状-7

1.2.1 国外机器人发展现状-7

1.2.2 国内机器人发展现状-8

1.3 本文内容安排-8

2  自主跟随机器人的方案设计-9

2.1 自主跟随机器人本体结构方案选择-9

2.1.1底盘布局选择-9

2.1.2执行电机选择-9

2.1.3电机驱动的选择-10

2.1.4电源选择-12

2.2 控制核心模块方案选型-12

2.2.1控制核心模块选型分析-12

2.2.2 Arduino简介-13

2.3机器人跟随技术简介-14

2.3.1跟随技术简介-14

2.3.2超声波测距系统简介-15

2.3.3红外定位系统简介-16

2.4自主跟随机器人系统总体方案-18

3  机器人驱动控制系统设计-20

3.1 控制系统硬件设计-20

3.1.1 主控制器模块-20

3.1.2 电机驱动模块-20

3.1.3 超声波测距模块-21

3.1.4 红外定位模块-22

3.1.5 总体接口设计-24

3.1.6 系统整体供电说明-25

3.1.7 系统整体接线设计-26

3.2 控制系统软件设计-26

3.2.1控制系统软件设计-26

3.2.2超声波测距系统软件设计-27

3.2.3红外定位系统软件设计-28

3.2.4红外解码软件设计-28

3.2.5马达控制软件设计-29

4  关键算法的设计-31

5 实验测试-32

5.1 测试说明-32

5.2 测试结果与分析-33

6 总结与展望-34

参考文献-35

致 谢-36