基于STM32的运输对抗机器人设计与研究文献综述

一、文献综述

1. 国内外研究现状

随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展，机器人技术在驱动、传动、控制、传感、系统、算法等方面不断取得突破性的进展，更高的速度、精度、柔性等控制能力，更强大的定位、视觉、力觉等感知能力，更智慧的交互、识别、学习等计算能力，将机器人技术推广到更多的应用场景，如无人机、平衡车、潜航器、家用扫地、仓储物流、安防巡检等。为普及机器人科学技术，培育学生创新实践能力，促进机器人技术的发展，国内外相继出现了一系列的机器人竞赛活动。机器人竞赛以某个竞赛主题为背景，通过发挥参赛者各种智慧和知识，设计制作出具有一定功能和一定对抗能力的机器人。机器人竞赛是一种高技术对抗活动，它涉及人工智能、智能控制、通信、传感器、博弈论等多个领域前沿研究和技术，集技术性、娱乐性和竞技性于一体，引起了社会的广泛关注和极大兴趣。

国际机器人赛事有始于1994年的国际机器人灭火比赛；始于1998年的国际机器人奥林匹克竞赛、FLL机器人世锦赛等。国内机器人竞赛有始于1997年的中国RoboCup比赛；始于2000年的广茂达杯中国智能机器人大赛；始于2004年的“江苏大学生机器人大赛”；2016年开始的“浙江省大学生机器人竞赛”等。

机器人竞赛催生了竞赛用机器人的研究与生产，国内外机器人企业很多，如国内未来伙伴设计的AS-MF2010足球机器人，采用Cortex系列芯片，主频可达72MHz。上海英集斯自动化技术有限公司生产的Buddy Robot机器人，以STM32系列单片机为控制器。美国生产的Sruveyor公司生产的SRV-1履带式移动机器人。国内许多高校也开展了竞赛用机器人的研究，如张宏彬设计的用于参加江苏省大学生机器人竞赛项目——机器人自动分拣搬运比赛，采用全新设计的非航行推测算法，硬件模块化设计, 核心控制器采用了国内少见的双核形式, 并采用多种传感器的竞赛机器人。针对“浙江省大学生机器人竞赛”运输对抗赛机器人设计要求和比赛规则，郑增辉提出了一种基于Arduino的运输对抗机器人的设计与实现方法。经过近20年发展，中国的机器人竞赛进入了百花齐放的时代，形成了覆盖各年龄阶段群体，涵盖空中、水中、地面，包括参与国际赛事与自主原创赛事，基于学术、技术、应用与科普导向全面发展的繁荣景象。

（二）研究主要成果

竞赛机器人研究及比赛工作最早是在韩国开展起来的，在很多国家作为一种展示综合国力的象征。实力较强的国家有韩国、日本、美国、澳大利亚、捷克、新加坡等国家。典型的控制系统有:

1、SOTY Ⅱ，采用单片机80C 196KC 辅以LM629运动控制器，用一片大规模可编程器件EPM7032 来处理传感器及其它逻辑关系。软硬件开发难易程度适中，但成本较高;

2、Mirage, 采用80C196KC单片机，利用扩展的8255I/0来管理传感器，用可编程控制器GALI6V8来管理其它逻辑电路，用HCTL2020计数芯片来完成测速电路。软硬件较复杂，但成本较低。

国内科研机构是97年初开始进行竞赛机器人研究的，一些高校如东北大学、浙江大学等纷纷开展了有关研究工作:

1、东北大学以MCS51系列单片机为核心开发出了的竞赛机器人，其最新的则以80C196KC为控制核心构成底层控制系统，测速利用外扩的8253实现，利用ST288A作为鉴向环节给出方向判断，控制上采用增量式积分分离的PID控制，通过双H桥L298以PWM方式驱动左右电机，PID、PWM算法全部由CPU实现。