3 自动导航软件设计
上位机程序在LabVIEW环境下开发，下位单片机程序采用C51开发。下位机数据处理软件用于接收GPS、电子罗盘、温度等数据并发送给上位机，下位机控制软件负责接收上位机控制指令并控制机器人的运行。上位机程序用来接收下位机数据进行坐标转换，并规划机器人的运行路径。
3.1 自动导航算法
通过无线数据采集模块，上位机获取机器人所在位置的经纬度、方位角等数据；由于目标点经纬度已知，所以可以通过高斯-克吕格投影变换法得到目标点与出发点的直角坐标；由电子罗盘检测机器人的指向角来规划机器人路径。由于机器人受重心以及各种外界因素的影响，行驶过程可能出现偏差。因此，采用反馈校正的方式，即发送给机器人指令前一瞬间当作机器人的起始位置，再次与目标点进行路径规划。自动校正指令发送的周期可以根据实际情况加以设置。当机器人与目标点非常接近时（3 m～6 m），上位机发送最后一次指令给机器人(即上位机不再发送指令给机器人)，避免由GPS模块精度不高而带来的机器人在目标点打转的问题。
3.2 GPS数据提取程序设计
数据提取程序流程如图5所示，当数据帧头为$GPRMC时，提取并显示目标点经纬度、速度、时间和温湿度。

3.3 上位机程序
上位机对机器人控制有自动和手动两种模式。自动导航适用于远距离导航，在上位机输入指定一个目标点的经纬度，通过转换，最后发给机器人的是一个角度和距离，机器人接收到数据后向目标点前进。在行驶过程中可以对行驶路线进行若干次自动校正，以提高导航能力。手动控制通过上位机发送响应指令控制机器人的前后左右动作，适合短距离位置调整和探测。上位机程序流程图如图6所示。

4 机器人系统测试
对硬件电路制作的GPS自动大功率电感制造商导航探测机器人进行了试验，并对试验数据进行了分析。
自动导航试验地点选于某地一广场，首先运行LabVIEW开发的上位机监控软件，先采集目标位置，并显示到上位机监控软件中；然后把GPS自动导航探测机器人拿到出发位置；最后在上位机监控软件界面上点击自动导航按钮，机器人自动向目标点进发。其中，试验的出发点经纬度为(E11607.45785、N2419.88293)，目标点经纬度为（E11607.45931、N2419.88526），实际距离为25 m。通过10次机器人自动导航试验，测得机器人最后停止位置与目标点的距离如表1所示。测试结果的绝对误差平均值为1.085 m，相对误差平均值为4.34％。
本文介绍的GPS自动导航履带式探测机器人对地面的适应能力强，可以在对人体有害的环境中代替人运动到指定位置，完成数据采集任务，完成一些危险的工作。在前往目标点的途中机器人能实时测量并发送当前位置的经纬度、温湿度、有害气体浓度、机器人的方位角、速度等，数字摄像机能实时反映机器人周围的环境，并在上位机主界面上，直观地显示出所采集的各种信息；导航的平均误差为1.086 m，最大数据采集间间隔为3 s，无线数据传输模块APC220的无线传输距离为1 000 m，能够通过计算机实现机器人的远距离监控。
参考文献
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