基于uC/OS-Ⅲ的巡线机器人多任务控制算法研究

王 彬

(池州职业技术学院 机电与汽车系，安徽 池州 247000)

巡线机器人的出现使人们的工作量得到了很大程度的减轻[1]。最初的机器人只是按照人们设计的固定程序做出对应的动作，无法根据外界条件改变已设置好的程序。随着科技的进步，机器人逐渐走向智能化。例如搭载传感器的机器人拥有与人类相似的感官，并且有了一定的判断能力，能在人类设定的原则内修改自己的程序[2]。其中，基于实时操作系统(RTOS)的巡线机器人具有障碍物识别、运动轨迹控制和自主越障等能力，并能依靠内嵌的线路结构参数进行运动行为的规划[3-4]。为了使机器人能够同时完成多项任务，具有一定的自我调节能力，在算法方面需要进行合理的设计。其中，不同的控制算法对电机的控制性能存在较大差异[5]。本研究基于uC/OS-III操作系统，以STM32F107型处理器为核心进行多任务处理，采用光电检测电路采集路径信息，使用直流电机进行驱动设计了巡线机器人小车，以期为工业中的产品运送、巡航和探索其他领域提供理论支撑。

1 相关理论概述

1.1 uC/OS-III

与通用计算机系统相对应，嵌入式系统也被称为嵌入式计算机系统[6]。其中，uC/OS-III拥有良好的移植性和可固化、可扩展的特点，并且还具有优先抢占的实时性和强大的多任务内核。与上一代相比它最大的改进之处在于允许多个任务运行于同一优先级上，在同一个优先级的各个任务会按时间片轮转方式被调度，内核对象的数量不受限制，终端禁用时钟周期也被提升至几乎为0。……