基于opengl技術(shù)的軟件系統(tǒng)設(shè)計(文件)
【正文】 m 4 _ Pos ()arm 5 _ Pos ()excut _ Pos ()手臂頂點計算頂點著色引擎三維成像銳化、晶格處理通訊事件機制底層物理硬件物理硬件顯存顯示器物理硬件機器手臂物理模型參數(shù)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型推理線程用戶編程文本編譯Windows message pipe用戶界面線程 圖 53 軟件設(shè)計結(jié)構(gòu)框圖 通過上述設(shè)計出系統(tǒng)軟件界面如圖 54所示。 表 51 六自由度機器手臂偽碼指令表 指令名稱 偽碼 1號 關(guān)節(jié) 旋轉(zhuǎn) L1B1 2號 關(guān)節(jié) 旋轉(zhuǎn) L2B 3號 關(guān)節(jié) 旋轉(zhuǎn) L3B 4號 關(guān)節(jié) 旋轉(zhuǎn) L4B 5號 關(guān)節(jié) 旋轉(zhuǎn) L5B 6號 關(guān)節(jié) 抓取 L6B 左旋或 +旋 L 左旋或 旋 R 下筆旋轉(zhuǎn) LB 當(dāng)前轉(zhuǎn)動范圍 NS 原點轉(zhuǎn)動范圍 ZS 爪抓取力度 GN 爪松開 RN 開始 START 結(jié)束 END 延時 T(n)2 等待執(zhí)行 W 跳轉(zhuǎn) JP(n)2 左右指令編寫為在英文狀態(tài)下使用，半角； T(n)中 n表示延時時間長短，單位為 ms； JP(n)中 n表示跳轉(zhuǎn)指令編號； 表格中所有指令為專用語言，不具備其 他任何語言的意義； 機器手臂性能測試與分析 性能測試 通過對末端執(zhí)行器手爪握力、手臂伸展運動過程中帶負(fù)載、不帶負(fù)載的重復(fù)定位進行了測試。經(jīng)過測試后，其實驗數(shù)據(jù)見表 52。 30%重復(fù)定位 2 177。 70%重復(fù)定位 2 177。 表 54 帶負(fù)載重復(fù)定位測試 末端執(zhí)行器狀態(tài) 間隔時間（分鐘） 誤差（ mm） 0Kg重復(fù)定位 2 177。 2 177。 通過對系統(tǒng)操作進行了重復(fù)定位和受力測試，測試出了其性能能較好的滿足設(shè)計的要求。由于電阻應(yīng)變計同金屬物體連接組合而成的測力傳感器滿量程 1%/年變化屬于正常范圍，所以要求每次程序啟動開機的第一步必須是歸零； (2) 對于重復(fù)定位精度，在 30%50%區(qū)域內(nèi)具有較高的定位精度，原因在于機器臂 過 大的擺動和過小的擺動都將引起末端執(zhí)行器的位置較大變化； (3) 對于重物定位精度， 內(nèi)，定位精度有微小變化，但是超過機器臂所設(shè) 計的抓取重量時，帶負(fù)載重復(fù)定位精度將明顯變差。 重復(fù)定位 2 177。 90%重復(fù)定 位 2 177。 50%重復(fù)定位 2 177。 表 53 不帶負(fù)載重復(fù)定位測試 末端執(zhí)行器狀態(tài) 間隔時間（分鐘） 誤差（ mm） 10%重復(fù)定位 2 177。 (1) 末端執(zhí)行器 手爪握力測試 通過對末端執(zhí)行器手爪受力標(biāo)定后，在手爪上安裝一個經(jīng)過標(biāo)定的認(rèn)證的20Kg 測力傳感器，經(jīng)由軟件控制手爪的握力，每次握住十分鐘后張開爪，繼而增加握力，如此反復(fù)。此時將有文本框?qū)@示“ 000 START”、“空行”、“ 001 END” ； b) 在基本運動中選取基本控制，如選取“ S軸旋轉(zhuǎn)”，將出現(xiàn)圖 55對話框，旋轉(zhuǎn)“左旋”、“ 060”度、中速后確定，文本控制將顯示“ 000 START”、“ 001 L1BLZS60”、“空行”、“ 002 END”； c) 如此選取其他軸的運動，和運動之間穿插上述完成后執(zhí)行下面程序指令、延時執(zhí)行以下指令等，具體指令表見表 51所示； (8) 點擊“運行”、或“演示”按鈕。 從圖中可以看出，本軟件一共使用了 4 條線程，分別為 USB 通訊線程、OPEGL 三維模型線程、用于操作界面線程、推理線程，各個線程采用 Windows消息隊列的形式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交互， USB 線程負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù) 后交與交與推理線程計算控制電壓角度，同時采集的位置信息交與 OpenGL線程繪制三維圖形，在用戶更改參數(shù)后，用戶界面操作線程將數(shù)據(jù)交與推理機制或者 USB 通訊線程。 具體如何 利用 Windriver 開發(fā) USB驅(qū)動包括以下步驟 [60]： (1) 配置并安裝設(shè)備到 PC 機； (2) 運行 Driver Wizard，配置設(shè)備資源，并完成設(shè)備測試； (3) 選擇驅(qū)動開發(fā)環(huán)境，利用 Driver Wizard 產(chǎn)生相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動樣本； (4) 在相應(yīng)的開發(fā)環(huán)境中，移植驅(qū)動樣本中的 API 函數(shù)代碼，并編寫具體的功能代碼， 建立用戶模式的驅(qū)動程序； (1) 動態(tài)加載 Windriver 的內(nèi)內(nèi)核模塊； (2) 打包發(fā)布驅(qū)動程序。而 API 函數(shù)實際上要通過Windrivrer 的內(nèi)核模塊才能實現(xiàn)硬件訪問，其結(jié)構(gòu)框架如圖一所示。同時可以利用多種集成開發(fā)環(huán)境和編程語言來實現(xiàn)，支持的集成開發(fā)環(huán)境包括 VB、VC、 Delphi 和 C++ Builder 等，編程語言包括 C、 Pascal 和 Basic 等 [57]。只要掌握一種編程語言、熟悉相應(yīng)設(shè)備的工作機制，任何人都能在短時間內(nèi)利用 Windriver 開發(fā)出令人滿意的設(shè)備驅(qū)動。 (5) 退出程序，在 onDestroy函數(shù)中釋放 DC和 RC。在 Renderscene 函數(shù)中進行圖形繪制和控制。在 InitializeOPenoL中關(guān)聯(lián) DC和 RC。 一般說來上述象素結(jié)構(gòu)，需要用戶改動的地方較少，最有可能改動的就是PFD_DOUBLEBUFFER，這個參數(shù)的意義是支持雙緩存 機制，若要用 OpenGL
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