擂台机器人控制系统设计
王家威，吴晓军，赵河明，赵田丽，赵紫甜，曾繁明
（中北大学机电工程学院，山西太原030051）
摘要：擂台机器人因其激烈的对抗性和多样化的结构设计，具有极好的竞技性和观赏性，已成为各大高校研制的热点。针对现有擂台机器人控制系统采集误差较大、数据处理速度缓慢、目标信号应答效率低下等问题，设计了一套基于STM32的擂台机器人控制系统。系统设计主要包括目标检测模块采集对方机器人信号、STM32处理器对采集的数据进行处理、STM32处理器通过控制驱动器控制直流减速电机输出、人机交互模块将采集的数据进行显示这4部分内容。通过大量比赛和试验验证表明，该系统整体简洁高效、对目标的识别率较高、能够准确识别对方机器人的位置和距离，并能够快速作出相应的应答。
关键词：STM32；擂台机器人；控制系统；目标检测；数据处理；应答算法；人机交互；传感器
中图分类号：TH7；TP24文献标志码：A DOI ：10.16086／https://www.doczj.com/doc/dc5658279.html,ki.issn1000-0380.201711014
Design of the Control System for Arena Robots
WANG Jiawei ，WU Xiaojun ，ZHAO Heming ，ZHAO Tianli ，ZHAO Zitian ，ZENG Fanming
（School of Mechanical and Electrical Engineering ，North University of China ，Taiyuan 030051，China ）
Abstract ：The arena robots have been developed in recent years.Because of its intense antagonism and diversified structure design ，it is competitive and ornamental ，and has become a hot spot of research and development in major colleges and universities.Aiming at the disadvantages of the robot control system ，such as big error ，low speed of data processing and low response efficiency of the target signal ，the control system based on STM32has been designed.The system mainly consists of four parts ，the system target detection module for collecting the signals from the other side of robot ；the STM32processor for processing the data collected ；the STM32processing controlling the output of DC geared motor through the control driver ；and the man machine interaction module for displaying the data collected on the panel.Through a large amount of competitions and tests ，it is verified that the system is overall simple and efficient ；it is capable to recognize the position and distance of the robot of other side and response promptly.Keywords ：STM32；Arena robots ；Control system ；Target detection ；Data processing ；Response algorithm ；Human -computer interaction ；Sensor
修改稿收到日期：2017-06-23
作者简介：王家威（1991—），男，在读硕士研究生，主要从事信息处理与目标识别方向的研究。E-mail ：229798743@https://www.doczj.com/doc/dc5658279.html, 。
吴晓军（通信作者），男，博士，副教授，主要从事机电系统设计与分析技术、机电系统控制技术等的研究。
E-mail ：wxjun67@https://www.doczj.com/doc/dc5658279.html, 。
0引言
随着中国科技的飞速进步和电子产业的不断发展，机器人技术逐渐成熟。擂台机器人以其独特的结构、灵活的竞技策略和极佳的观赏性，逐渐成为各大
高校研制的热点。
目前，国内已有多所高校对擂台机器人设计进行
研究，并且已有多种设计方式。擂台机器人多数采用
AVR 单片机作为处理器，利用灰度传感器识别不同颜
色的目标并配合超声测距和避障传感器完成目标定
位。这种系统设计存在运行不稳定、运算速度慢、传感
器受震动因素影响大且检测距离有限等问题［1］。本文以Cortex-M4内核的32位处理器STM32作
为机器人的主控器，并结合高精度的红外测距传感器，设计了一种新型的擂台机器人控制系统。高精度的红外测距传感器能够确保目标采集信号的准确性，高频
的STM32处理器能够确保系统处理信号的时效性和
信号输出的快速性。1系统总体方案设计擂台机器人控制系统设计原理图如图1所示。红外测距传感器对对方机器人进行目标检测，STM32处理器利用自身集成的ADC 对信号进行转换和处理，并根据内部的算法作出应答，通过控制驱动器控制电机输出；人机交互模块将采集的数据进行显示，从而方
便操作者对数据的读取。第38卷第11期2017年11月自动化仪表PROCESS AUTOMATION INSTRUMENTATION Vol.38No.11Nov.2017
万方数据