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[摘要]智能机器人以双龙公司的SLDIY08-8为平台，由传感器、控制器和驱动器等模块组成。针对机器人在避障过程中要求，设计以Atmega168单片机为核心，采用光电红外传感器来识别障碍的控制方法。实际测试证明，该方法下的智能机器人运行稳定、可靠。
[关键词]智能机器人 红外光电传感器 避障
中图分类号：TP24 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2008）1020017－01
一、引言
智能机器人是目前的一个研究热点，它涉及到数学、计算机、人工智能等多个学科，受到了工业界和学术界的高度重视。移动智能机器人的避障一直是一个重要的课题，随着机器人技术的不断发展，其应有领域越来越广泛。那么如何保证智能机器人在移动过程中正确识别和躲避周围环境存在的障碍物，提高其实时性和准确性，就成为一个焦点问题和难点问题。本文给出了红外光电传感器避障的方法。在实验中，采用的是双龙公司的SLDIY08-8积木式智能机器人，主控器件采用ATMEL公司高性能低价格，开发方便的AVR单片机ATMEGA168进行研究的。
二、系统设计方案
（一）工作原理
智能机器人在移动过程中，通过红外光电传感器探测障碍物的信息，并将信息通过串口传给AVR单片机ATMEGA168，由单片机中的避障程序驱动电机，从而实现智能机器人的避障。其系统模块如下图：
（二）硬件设计
1．稳压电源模块，采用的四节5号充电电池进行供电。
2．电机驱动模块
采用的是双列直插式LG9110电机驱动集成芯片控制直流电机，控制更为方便。LG9110是为控制和驱动电机设计的两通道推挽式功率放大专用集成电路器件，将分立电路集成在单片IC之中，使外围器件成本降低，整机可靠性提高。
LG9110的特点：
该芯片有两个 TTL/CMOS 兼容电平的输入，具有良好的抗干扰性。有两个输出端能直接驱动电机的正反向运动。它具有较大的电流驱动能力，每通道能通过750---800mA的持续电流，峰值电流能力可达 1.5～2.0 A。具有较低的输出饱和压降。内置的钳位二极管能释放感性负载的反向冲击电流，使它在驱动继电器、直流电机、步进电机或开关功率管的使用上安全可靠。
·低静态工作电流； ·宽电源电压范围：2.5～12 V；
·每通道具有 800 mA连续电流输出能力；·较低的饱和压降；
·TTL/CMOS输出电平兼容，可直接连CPU； ·工作温度：0～80 ℃。
·输出内置钳位二极管，适用于感性负载；·控制和驱动集成于单片 IC 之中；·具备管脚高压保护功能；
3．传感器模块
本实验采用的是红外光电传感器，红外光电传感器是由红外发射二极管和敏感三极管组成，红外发射二极管发出的红外光的波长和敏感三极管的受光波长相同或相近。当发射管和接受管之间没有障碍物时，敏感三极管由于收到红外光信号而导通，电路输出电平为低电平；当发射管和接受管之间有障碍物挡住时，敏感三极管由于收不到红外光信号而截止，电路输出电平为高电平。根据自己的工作需要进行安装，在这里是进行避障用的，红外光电传感器面对障碍物。对于如何更好的选择传感器，先看一组数据，如下表：
从表中的数据可以看出，传感器的特性差别很大，我们要是直接选择几个传感器来用，那么输出的信号肯定会产生误差，造成实验的不正确。所以为了实验的健壮性，我们首先要对每个传感器进行检测，找出比较适合实验的传感器。
（三）软件程序设计
软件设计是整个系统的重要组成部分，只有在它的指挥控制下硬件电路才能进行工作，完成相应的功能，而且部分硬件电路的缺陷还可以通过软件编程加以弥补。根据系统的功能要求，软件是采用C语言在ICCAVR开发环境下进行调试的，采用模块化结构。在本系统中，高精度测量的实现在很大程度上是由软件来保证的。
主程序包括系统参数初始化和循环工作过程，是本系统中软件部分的核心。它主要完成的任务是：首先，对单片机状态参量和程序自定义的状态参量进行系统初始化；其次，对各子程序进行管理和控制，编写相应程序段，提供子程序的入口数据，以达到完成系统功能。
本实验是采用的是红外光电传感器进行实验的，程序是在理论和实际相结合过程中写出的，经过反复调试，智能机器人避障的效果很好。
三、小结
本文的避障方法经过了实际的验证，在范围100mm以内系统均能进行很好的避障。在此基础上，我们稍加改进，可以实现不同的功能，对中小学生参加机器人竞赛具有一定的参考作用。
基金项目：本文获课题《物流分拣、配送网上机器人研究》贵州省科技厅攻关项目（2003GGY016）和课题《中国嫦娥II号登月机器人及采矿返回地球的模拟演示》贵州大学研究生创新基金（校研理工2007019）的资助
参考文献：
[1]韩毅、张雪峰，一种低成本寻迹机器人的实现[J].机器人技术，2008年第24卷第5-2期.
[2]双龙电子，www.sl.com.cn.
[3]侯丽春、孙志强、陆荣，红外传感器在机器人避障系统中的应用[J].科技咨询导报2007年NO.02.
作者简介：
黄高磊，男，汉族，河南商丘，贵州大学电信学院2006级研究生，硕士，研究方向：数据库技术。
[关键词]智能机器人 红外光电传感器 避障
中图分类号：TP24 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2008）1020017－01
一、引言
智能机器人是目前的一个研究热点，它涉及到数学、计算机、人工智能等多个学科，受到了工业界和学术界的高度重视。移动智能机器人的避障一直是一个重要的课题，随着机器人技术的不断发展，其应有领域越来越广泛。那么如何保证智能机器人在移动过程中正确识别和躲避周围环境存在的障碍物，提高其实时性和准确性，就成为一个焦点问题和难点问题。本文给出了红外光电传感器避障的方法。在实验中，采用的是双龙公司的SLDIY08-8积木式智能机器人，主控器件采用ATMEL公司高性能低价格，开发方便的AVR单片机ATMEGA168进行研究的。
二、系统设计方案
（一）工作原理
智能机器人在移动过程中，通过红外光电传感器探测障碍物的信息，并将信息通过串口传给AVR单片机ATMEGA168，由单片机中的避障程序驱动电机，从而实现智能机器人的避障。其系统模块如下图：
（二）硬件设计
1．稳压电源模块，采用的四节5号充电电池进行供电。
2．电机驱动模块
采用的是双列直插式LG9110电机驱动集成芯片控制直流电机，控制更为方便。LG9110是为控制和驱动电机设计的两通道推挽式功率放大专用集成电路器件，将分立电路集成在单片IC之中，使外围器件成本降低，整机可靠性提高。
LG9110的特点：
该芯片有两个 TTL/CMOS 兼容电平的输入，具有良好的抗干扰性。有两个输出端能直接驱动电机的正反向运动。它具有较大的电流驱动能力，每通道能通过750---800mA的持续电流，峰值电流能力可达 1.5～2.0 A。具有较低的输出饱和压降。内置的钳位二极管能释放感性负载的反向冲击电流，使它在驱动继电器、直流电机、步进电机或开关功率管的使用上安全可靠。
·低静态工作电流； ·宽电源电压范围：2.5～12 V；
·每通道具有 800 mA连续电流输出能力；·较低的饱和压降；
·TTL/CMOS输出电平兼容，可直接连CPU； ·工作温度：0～80 ℃。
·输出内置钳位二极管，适用于感性负载；·控制和驱动集成于单片 IC 之中；·具备管脚高压保护功能；
3．传感器模块
本实验采用的是红外光电传感器，红外光电传感器是由红外发射二极管和敏感三极管组成，红外发射二极管发出的红外光的波长和敏感三极管的受光波长相同或相近。当发射管和接受管之间没有障碍物时，敏感三极管由于收到红外光信号而导通，电路输出电平为低电平；当发射管和接受管之间有障碍物挡住时，敏感三极管由于收不到红外光信号而截止，电路输出电平为高电平。根据自己的工作需要进行安装，在这里是进行避障用的，红外光电传感器面对障碍物。对于如何更好的选择传感器，先看一组数据，如下表：
从表中的数据可以看出，传感器的特性差别很大，我们要是直接选择几个传感器来用，那么输出的信号肯定会产生误差，造成实验的不正确。所以为了实验的健壮性，我们首先要对每个传感器进行检测，找出比较适合实验的传感器。
（三）软件程序设计
软件设计是整个系统的重要组成部分，只有在它的指挥控制下硬件电路才能进行工作，完成相应的功能，而且部分硬件电路的缺陷还可以通过软件编程加以弥补。根据系统的功能要求，软件是采用C语言在ICCAVR开发环境下进行调试的，采用模块化结构。在本系统中，高精度测量的实现在很大程度上是由软件来保证的。
主程序包括系统参数初始化和循环工作过程，是本系统中软件部分的核心。它主要完成的任务是：首先，对单片机状态参量和程序自定义的状态参量进行系统初始化；其次，对各子程序进行管理和控制，编写相应程序段，提供子程序的入口数据，以达到完成系统功能。
本实验是采用的是红外光电传感器进行实验的，程序是在理论和实际相结合过程中写出的，经过反复调试，智能机器人避障的效果很好。
三、小结
本文的避障方法经过了实际的验证，在范围100mm以内系统均能进行很好的避障。在此基础上，我们稍加改进，可以实现不同的功能，对中小学生参加机器人竞赛具有一定的参考作用。
基金项目：本文获课题《物流分拣、配送网上机器人研究》贵州省科技厅攻关项目（2003GGY016）和课题《中国嫦娥II号登月机器人及采矿返回地球的模拟演示》贵州大学研究生创新基金（校研理工2007019）的资助
参考文献：
[1]韩毅、张雪峰，一种低成本寻迹机器人的实现[J].机器人技术，2008年第24卷第5-2期.
[2]双龙电子，www.sl.com.cn.
[3]侯丽春、孙志强、陆荣，红外传感器在机器人避障系统中的应用[J].科技咨询导报2007年NO.02.
作者简介：
黄高磊，男，汉族，河南商丘，贵州大学电信学院2006级研究生，硕士，研究方向：数据库技术。