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基于动物机器人的微型GPS自主导航控制系统的研究
资料介绍
动物机器人在灵活性、协调性和环境适应能力等方面都优于传统机电式机器人，目前研究人员主要通过蓝牙、射频、ZigBee、无线广播和3G等技术无线控制动物机器人的运动方向，活动范围大都还局限于实验室内，需要研究人员实时观察动物机器人的运动行为并改变刺激参数以纠正动物机器人的运动路线。实现远距离控制是动物机器人走出实验室的关键一步，对于动物机器人的发展具有重要意义和实用价值。
本文以鸽子为控制对象，在分析国内外动物机器人遥控方式后设计一种微型GPS自主导航系统，实现鸽子远程自主导航飞行，无需研究人员实时操控，也不需要无线通讯，增强了控制实时性、扩大了遥控范围。本系统主要通过一个导航微控制器来实现，包括微型GPS模块、多通道神经信号刺激模块、镜像恒流源模块、控制模块C8051F330和电源模块;整体硬件尺寸为25×16×15(单位mm)，总重量为12.2g。导航微控制器接收到GPS数据后提取经纬度等有效信息，并进行数据转换，然后将当前位置与指定路径相比较，如果偏离指定路径就向鸽子大脑内相应神经位点发送适当的双相恒流脉冲，控制鸽子沿指定的路径运动直至到达目标地点。导航微控制器可实现四个通道之间的选择，每个通道可独立输出双相恒流脉冲，其幅值、频率、单脉冲宽度、脉冲个数和脉冲串个数均可调节。
经过实验测试，镜像恒流源可以提高C8051F330单片机输出电流的电压幅值和恒流特性，大幅提高系统的带负载能力，同时导航微控制器能够根据自主导航算法输出参数可调的双相恒流脉冲，从而控制鸽子运动方向。导航微控制器体积小、重量轻，适合鸽子携带。
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