基于嵌入式的機(jī)器人視覺伺服尋跡系統(tǒng)研究.pdf

1、機(jī)器視覺和嵌入式系統(tǒng)是機(jī)器人領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,機(jī)器視覺在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防等領(lǐng)域已得到成功的應(yīng)用。根據(jù)運(yùn)行環(huán)境的不同,機(jī)器視覺系統(tǒng)可分為PC-BASED系統(tǒng)和PLC-BASED系統(tǒng)。由于這兩種系統(tǒng)成本都相對較高、軟硬件系統(tǒng)相對復(fù)雜、體積相對較大,因此,在應(yīng)用中受到一定的限制。與此同時,面向基于32位單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)以其體積小,價格適中,運(yùn)用靈活等優(yōu)點(diǎn)在各領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。因此,如果能將機(jī)器視覺建立在嵌入式系統(tǒng)平臺上

2、,將極大地拓展機(jī)器視覺的應(yīng)用范圍,這就是本文研究的目的。機(jī)器人的智能控制是機(jī)器視覺的典型應(yīng)用,我校參加全國大學(xué)生機(jī)器人電視大賽的實(shí)際需要是本課題的直接來源。
　　本課題是嵌入式系統(tǒng)與機(jī)器視覺的交叉選題,試圖將機(jī)器視覺和嵌入式系統(tǒng)綜合用于競賽機(jī)器人的運(yùn)動控制。為此構(gòu)建了一個嵌入式機(jī)器人視覺伺服尋跡系統(tǒng)的平臺,完成了相關(guān)的硬件和軟件設(shè)計及制作,設(shè)計制作的試驗平臺能夠動態(tài)的獲取、處理和分析視頻圖像數(shù)據(jù),將分析結(jié)果反饋于機(jī)器人本體驅(qū)動電機(jī)

3、,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人本體的自主動態(tài)尋跡,且其誤差精度能得到很好的保證。
　　本論文主要圍繞以下五個部分進(jìn)行闡述:
　　(1)在論述嵌入式系統(tǒng),機(jī)器視覺的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域,發(fā)展歷程趨勢,以及與機(jī)器人技術(shù)關(guān)聯(lián)基礎(chǔ)上,引出本論文的背景、意義和主要研究內(nèi)容。
　　(2)詳細(xì)介紹設(shè)計的伺服系統(tǒng)的硬件組成,闡述有關(guān)核心部件如內(nèi)控控制器和內(nèi)存布局原理及其規(guī)劃設(shè)計,NandFlash控制器原理及其規(guī)劃設(shè)計,視頻采集模塊設(shè)計和電機(jī)驅(qū)動模塊的設(shè)計。

4、
　　(3)從嵌入式系統(tǒng)軟件組成,即操作系統(tǒng),支撐軟件,應(yīng)用軟件三個方面進(jìn)行展開就軟件設(shè)計過程與實(shí)現(xiàn)給與詳細(xì)的闡述,主要包括基于NandFlash的Bootloader設(shè)計,視頻采集模塊驅(qū)動和電機(jī)驅(qū)動程序編寫,μC/OS-II與μCGUI整合與移植,任務(wù)優(yōu)先級劃定,界面窗口編寫等。
　　(4)改進(jìn)和提出兩種基于灰度一維投影匹配的偏移量檢測算法,并給出相應(yīng)的MatLab仿真結(jié)果,對設(shè)計的輪式機(jī)器人本體試驗平臺的構(gòu)成進(jìn)行了簡單的