【正文】 。移動探測機(jī)器人的研究為惡劣環(huán)境下的人工作業(yè)帶來了希望，提高了安全性，同時降低了勞動強(qiáng)度 [3] 。視覺隨動系統(tǒng)是探測機(jī)器人的關(guān)鍵部分，它通過對未知環(huán)境的感知，自動探測搜索目標(biāo)，并且能成功的避開障礙物，快速準(zhǔn)確平穩(wěn)的到達(dá)目的地，作出相應(yīng)的決策。為了設(shè)計機(jī)器人視覺隨動機(jī)構(gòu)，首先要選購伺服馬達(dá)，確定伺服馬達(dá)參數(shù)。 本章小結(jié) 探測機(jī)器人作為智能機(jī)器人的一個分支，在現(xiàn)代人類社會的生產(chǎn)中的作用越來越大，已經(jīng)滲透到了很多重要的領(lǐng)域，是目前國內(nèi)外機(jī)器人研究的一個重點和熱點。眾所周知，在諸如地下礦井、管道和排爆等高危場所進(jìn)行人工作業(yè)，隨時都可能給施工人員帶來生命威脅。重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 視覺隨動系統(tǒng)簡介2 視覺隨動系統(tǒng)簡介 視覺機(jī)構(gòu) 攝像機(jī)是產(chǎn)生圖象信號的部件，也是探測機(jī)器人視覺系統(tǒng)的重要組成部分。 光學(xué)鏡頭的作用是產(chǎn)生景物的光學(xué)像, 并把它投射在攝像器件的感光表面上。光學(xué)鏡頭的重要技術(shù)參數(shù)是焦距和相對孔徑。 攝像器件的作用是把光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號輸出。70 年代出現(xiàn)了電荷耦合器件( CCD器件),它是一種半導(dǎo)體固體成像器件。信噪比(S/N)是圖像信號的峰值電平Usp與雜波有效值Un之比, 單位用分貝(DB)。而分辨力是攝像器件分解圖像細(xì)節(jié)的能力。本課題選用了CCD傳感器。改變像的照度可以從兩方面入手；一是改變光學(xué)鏡頭的相對孔徑(D/f),即入瞳直徑D與焦距f 之比；二是改變透光率。各半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)廠家不斷創(chuàng)新、改進(jìn)，力求通過簡單的操作達(dá)到完美的效果，使視頻輸入處理功能不斷完善，給圖象多媒體的后期操作帶來更多的方便。可為視頻桌面系統(tǒng)、圖象多媒體、數(shù)字電視、圖象處理、視頻電話等的應(yīng)用提供極大方便。SAA7111有四條視頻信號輸入引腳AI1AI1AI2AI22。從平方解碼器出來的色差信號經(jīng)過一個低通濾波器后便可獲得所需帶寬的色差信號。亮度信號處理電路的工作過程是這樣的：8位亮度信號(CVBS、S—VHS、HI8格式)送到一個可切換的預(yù)濾波器進(jìn)行高頻成分的損失補(bǔ)償，然后再送到中心頻率為F=，以最大程度地減弱色載波信號(對S一VHS、HI8格式，它必須是旁通的)，最后再經(jīng)可變帶寬濾波和匹配放大后進(jìn)行疊加以產(chǎn)生Y信號供上面的色度信號處理使用。首先由主器件發(fā)出開始信號S，表示開始啟動數(shù)據(jù)傳輸。最后當(dāng)全部數(shù)據(jù)傳送完后，由主器件產(chǎn)生停止信號P，表示總線傳送結(jié)束。 隨動機(jī)構(gòu)為了使攝像頭自動跟蹤目標(biāo)及擴(kuò)大感知范圍，要求視覺系統(tǒng)一定要有隨動性，即要實現(xiàn)視覺傳感器的水平和俯仰運動。舵機(jī)是一種俗稱，其實是一種伺服馬達(dá)。其中，高速轉(zhuǎn)動的直流馬達(dá)提供了原始動力，帶動變速（減速）齒輪組，使之產(chǎn)生高扭力的輸出，齒輪組的變速比愈大，伺服馬達(dá)的輸出扭力也愈大，也就是說越能承受更大的重量，但轉(zhuǎn)動的速度也愈低。傳統(tǒng)的模擬伺服器，有專有的邏輯芯片和定時裝置，以及標(biāo)準(zhǔn)的30芯導(dǎo)線。數(shù)字伺服器是先將接收機(jī)輸出的模擬脈沖信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，在把控制信號傳送給馬達(dá)放大電路時，還得將數(shù)字信號再轉(zhuǎn)換成模擬脈沖信號，由該模擬脈沖信號控制末級電流的導(dǎo)通，驅(qū)動馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，唯一有不同的地方是在輸出電流中疊加了數(shù)字脈沖，以增加扭力。就是說，相對與傳統(tǒng)的50脈沖/秒，現(xiàn)在是300脈沖/秒。單片機(jī)又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機(jī)系統(tǒng)集成到一個芯片上。它是一種獨特的微處理器，有自己的完整指令系統(tǒng)，是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。另外還允許在程序空間和數(shù)據(jù)空間之間進(jìn)行傳輸，因為增加了器件的靈活性。由于它運算能力很強(qiáng)，速度很快，體積很小，而且采用軟件編程具有高度的靈活性，因此為從事各種復(fù)雜的應(yīng)用提供了一條有效途徑。并且提供浮點數(shù)學(xué)函數(shù)庫，從而可以在定點處理器上進(jìn)行浮點運算，是電機(jī)等數(shù)字化產(chǎn)品控制的最佳選擇。 CAN總線通信模塊。相比單片機(jī)，DSP器件具有較高的集成度,更快的CPU，使DSP器件具有高速的數(shù)據(jù)運算能力，DSP比16位單片機(jī)單指令執(zhí)行時間快8～10倍。DSP已經(jīng)在音效應(yīng)用中得到廣泛采用，而且大部分應(yīng)用于音效產(chǎn)品的技術(shù)，例如應(yīng)用于多媒體音效卡。隨著DSP技術(shù)的迅速推進(jìn)以及應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，導(dǎo)致DSP的功能越來越多樣未來10年，全球DSP產(chǎn)品將向著高性能、低功耗、加強(qiáng)融合和拓展多種應(yīng)用的趨勢發(fā)展，DSP芯片將越來越多地滲透到各種電子產(chǎn)品當(dāng)中，成為各種電子產(chǎn)品尤其是通信類電子產(chǎn)品的技術(shù)核心，將會越來越受到業(yè)界的青睞。機(jī)器視覺機(jī)構(gòu)主要由兩大部分組成：攝像機(jī)和視頻解碼器SAA7111共同完成對被攝物體圖像的采集與數(shù)字化；圖像信號處理器處理圖像信號，它相當(dāng)于人的大腦,是機(jī)器視覺系統(tǒng)的核心,完成對圖像進(jìn)行處理和運算, 即算法的實現(xiàn)。DSP芯片它是一種獨特的微處理器，有自己的完整指令系統(tǒng)，是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件，本章介紹了其特點及應(yīng)用。同時，出錯信息加亮顯示，雙擊出錯信息可以打開源文件，光標(biāo)停在出錯地方。用戶可以選擇編譯單個文件、或?qū)⑺形募ǖ揭粋€項目中，或是逐步建項目。C表達(dá)式和GEL函數(shù)也可以添加到可視窗口。目標(biāo)編輯器保持對所有文件及相關(guān)內(nèi)容的跟蹤。結(jié)構(gòu)，數(shù)組，指針都嗯那橫簡單的遞歸擴(kuò)展和減少，以便進(jìn)入復(fù)雜結(jié)構(gòu)。一個微型伺服馬達(dá)是一個典型閉環(huán)反饋系統(tǒng)，： 伺服馬達(dá)原理圖齒輪組由馬達(dá)驅(qū)動，其終端（輸出端）帶動一個線性的比例電位器作位置檢測，該電位器把轉(zhuǎn)角坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為一比例電壓反饋給控制線路板，控制線路板將其與輸入的控制脈沖信號比較,產(chǎn)生糾正脈沖,并驅(qū)動馬達(dá)正向或反向地轉(zhuǎn)動，使齒輪組的輸出位置與期望值相符，令糾正脈沖趨于為0，從而達(dá)到使伺服馬達(dá)精確定位的目的。—90186。電源線與地線用于提供內(nèi)部的直流馬達(dá)及控制線路所需的能源，電壓通常介于4V—6V之間，該電源應(yīng)盡可能與處理系統(tǒng)的電源隔離（因為伺服馬達(dá)會產(chǎn)生噪音）。10186。的范圍。的脈沖信號，否則會損壞伺服馬達(dá)的輸出限位機(jī)構(gòu)或齒輪組等機(jī)械部件。目前機(jī)器人視覺隨動研究的主要內(nèi)容為：視覺隨動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，快速準(zhǔn)確的圖像處理算法，視覺隨動控制器的設(shè)計(包括軟件、硬件的設(shè)計)等 [15] 。： 視覺隨動控制系統(tǒng)的控制流程圖 系統(tǒng)初始化后，模擬視頻信號經(jīng)SAA7111處理后送給主控制器DSP，調(diào)用PWM程序產(chǎn)生PWM波，控制伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)。 = 0x0300。 // Disable watchdog module = 0x0068。 i++){} = 0x0005。 =0x00ff。 PWM產(chǎn)生流程圖及子程序 初始化后，通過計算、裝載通用定時器比較器的值，就可以控制產(chǎn)生PWM波形。 通用定時器2比較輸出高有效 =1。 //T1計數(shù)器周期值,其值為pwm值(因為是增計數(shù)//模式) =0x0000。 =0x1046。本章重點提出并設(shè)計了視覺隨動控制思想與方案。視覺隨動機(jī)構(gòu)實物圖如下，在實驗室對其進(jìn)行了測試，該機(jī)構(gòu)緊湊、可靠、穩(wěn)定性高。重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 結(jié)論5 結(jié)論畢業(yè)設(shè)計是畢業(yè)之前的最后一個學(xué)習(xí)環(huán)節(jié),也是檢閱大學(xué)期間所學(xué)知識和動手實踐的一個機(jī)會。隨動控制是基于DSP為開發(fā)平臺，通過對視覺傳感器環(huán)境信息的處理，控制伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的。在這次設(shè)計中暴露了不少問題。其次遇到問題獨立性不夠強(qiáng)。更重要的是學(xué)會自學(xué),養(yǎng)成自學(xué)能力，培養(yǎng)自己獨立解決問題的能力。從一開始，謝昭莉老師就對我們的畢業(yè)設(shè)計作了明確的安排，給我們指明了方向。謝老師還給我們提供了一個匯報工作的舞臺，除了理論方面的督促外，也鍛煉了我們的膽量、表達(dá)能力。賈耀輝師兄給我的幫助很大，只要他在實驗室，他就會主動關(guān)心我的設(shè)計工作，幫我解決了很多問題，尤其在我設(shè)計PWM波的時候，他不厭其煩的從最基本的接口說起，直至最后實現(xiàn)PWM的產(chǎn)生