IEEE电脑鼠迷宫路径选择及死区决策

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1、IEEE电脑鼠迷宫路径选择及死区决策IEEE电脑鼠路径选择及死区决策一、引言（一）IEEE电脑鼠走迷宫竟赛背景嵌入式系统融合了微电了、计算机软硬件、通信和电了工程等多种技术，广泛应川于航空、航天、仪器仪表、工业控制和3C（ComputerCommunication、Consumer）等领域，是科技集成创新的主要手段。为了培养科技创性意识和动手能力，全国各地在近儿年纷纷举办“电脑鼠走迷宫“邀请赛。电脑鼠英文名叫做MicroMouse,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装置（微型机器人）。电脑鼠耍在指定的迷宫屮比

2、赛，在迷宫屮探索以找岀通往终点的路径，并随时掌握自身的位置信息，准确获取墙壁信息并做记录，最终依靠记忆找出走出迷宫的最佳路径，以最短的时间解开迷宫，赢得比赛。国际电工和电子工程学会（IEEE）每年都要举办一次国际性的电脑鼠走迷宫竞赛，自举办以來参加国踊跃，为此许多大学还开设了“电脑鼠原理和制作”选修课程。2007年和2008年，上海市计算机学会率先在国内主办了两次IEEE标准电脑鼠走迷宫邀请赛（长三角地区），有三十多所院校参加。2009年广州致远电了有限公司赞助了全国“IEEE标准电脑鼠走迷宫”邀请赛，共邀请全国9个赛区的52所高校参赛

3、，反响强烈。图1所示为电脑鼠图2所示为比赛迷宫1本文主要以MicroMouse615为平台，介绍电脑鼠参赛的实现，对有些方而的基本算法提出改进，并在此基础上加上了一些自C的算法思想，比如说：用数学模型的方法提出了用改进后的数字PID算法对行进小的电脑鼠进行状态调整，进入死区的电脑鼠的人工智能决策，参赛时迷宫搜索的易于实现的算法以及植入操作系统的思想。（二）竞赛平台简介MicroMouse615平台包含了微控制雅、电机、红外线传感器、控制平台。其中最重耍的微控制器是LM3S615微控制器，如下图3为LM3S615的系统结构图。其中内核用的

4、是ARMCortex-M3,外围还有存储器、系统时钟、定时器、输入输出端口、数模转换器等等。ARMCortex-M3处理器为高性能、低成木的平台提供了一个能够满足小存储耍求解决方案、简化管脚数、以及低功耗三方面要求的内核，与此同时，它还提供了出色的让算性能和优越的系统中断响应能力。其特性如下：1、紧凑的内核2、Thumb-2指令集,在与8位和16位器件相关的存储容量中,特别是在微控制器级应用的儿千字节存储量中，提供了ARM内核所期望的高性能。3、优越的屮断处理能力，通过执行寄存器操作來实现，这些寄存器操作在处理硕件屮断时使用。4、存储器

5、保护单元（MPU）,为复杂的应用提供特权操作模式5、功能齐全的调试解决方案，包括：串行线JTAG调试端口（SWJ-DP）；Flash修补和断点（FPB）单-元，用于实现断点操作；数据观察点和触发单-元（DWT）,用于执行观察点、触发源和系统性能分析等操作；仪表跟踪宏单元（ITM）,用于支持Printf型调试。2图3MicroMouse615原理图图4LM3S615CPU结构图关于各个部件的接线图如图3,关于系统编程尤为重要；编程时主要注意引脚的链接和存储器的地址映射等。在具体嵌入式编程方面，可以参照LM3S651微控3制器数据手册，其中

6、提供了存储器、串并口通信时序等全部信息。电机使用的是BA6845FS,它是步进电机,最大输出电流为1・0A。逻辑输入允许三种输出模式：前进、反转和节电模式。集成电路具有低输出饱和电压，能以低电压驱动电机。红外传感器使用的型号是TRM-8601S,该设备是一种小型红外遥控器系统接收器，开发和设计利用最新IC技术.PIN二极管前置放人器是组装和引线框架，环氧包装被设计成一个IR过滤雅•解调输出信号可直接曲微处理器解码。控制台是使用ZLG7289B,ZLG7289B是广州周立功单片机发展有限公司自行设计的数码管显示驱动及键盘扫描管理芯片，可直

7、接驶动8位共阴式数码管（或64只独立LED）,同时还可以扫描管理多达64只按键。ZLG7289B内部含有显示译码器，可直接接受BCD码或16进制码，并同时具有2种译码方式。此外，还具有多种控制指令，如消隐、闪烁、左移、右移、段寻址等。ZLG7289B釆用SPI串行总线与微控制器接口,仅占用少数几根I/O口线。利用片选信号，多片-ZLG7289B还可以并接在一起使用，能够方便地实现多于8位的显示或多于64只按键的应川。ZLG7289B叮广泛地应川于仪器仪表，丁业控制器，条形显示器，控制面板等领域。二、实时状态采集及更新方法要想使电脑鼠具备

8、智能选路的木领，必须使其具备记忆迷宫信息的能力，并且电脑鼠还需记忆当前所在迷宫格和前进方向的信息，这些信息将随着电脑鼠在迷宫格屮行走而不断被刷新。用CurDir存储当前方向，用CurPosition[l][