【正文】 賈耀輝師兄給我的幫助很大，只要他在實(shí)驗(yàn)室，他就會(huì)主動(dòng)關(guān)心我的設(shè)計(jì)工作，幫我解決了很多問題，尤其在我設(shè)計(jì)PWM波的時(shí)候，他不厭其煩的從最基本的接口說起，直至最后實(shí)現(xiàn)PWM的產(chǎn)生。從一開始，謝昭莉老師就對(duì)我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)作了明確的安排，給我們指明了方向。其次遇到問題獨(dú)立性不夠強(qiáng)。隨動(dòng)控制是基于DSP為開發(fā)平臺(tái)，通過對(duì)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(shí)現(xiàn)的。視覺隨動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)物圖如下，在實(shí)驗(yàn)室對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試，該機(jī)構(gòu)緊湊、可靠、穩(wěn)定性高。 =0x1046。 通用定時(shí)器2比較輸出高有效 =1。 =0x00ff。 // Disable watchdog module = 0x0068。： 視覺隨動(dòng)控制系統(tǒng)的控制流程圖 系統(tǒng)初始化后，模擬視頻信號(hào)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)。的脈沖信號(hào)，否則會(huì)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。10186?！?0186。結(jié)構(gòu)，數(shù)組，指針都嗯那橫簡(jiǎn)單的遞歸擴(kuò)展和減少，以便進(jìn)入復(fù)雜結(jié)構(gòu)。C表達(dá)式和GEL函數(shù)也可以添加到可視窗口。同時(shí)，出錯(cuò)信息加亮顯示，雙擊出錯(cuò)信息可以打開源文件，光標(biāo)停在出錯(cuò)地方。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(duì)被攝物體圖像的采集與數(shù)字化；圖像信號(hào)處理器處理圖像信號(hào)，它相當(dāng)于人的大腦,是機(jī)器視覺系統(tǒng)的核心,完成對(duì)圖像進(jìn)行處理和運(yùn)算, 即算法的實(shí)現(xiàn)。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。 CAN總線通信模塊。由于它運(yùn)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。它是一種獨(dú)特的微處理器，有自己的完整指令系統(tǒng)，是以數(shù)字信號(hào)來處理大量信息的器件。就是說，相對(duì)與傳統(tǒng)的50脈沖/秒，現(xiàn)在是300脈沖/秒。傳統(tǒng)的模擬伺服器，有專有的邏輯芯片和定時(shí)裝置，以及標(biāo)準(zhǔn)的30芯導(dǎo)線。舵機(jī)是一種俗稱，其實(shí)是一種伺服馬達(dá)。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(hào)P，表示總線傳送結(jié)束。亮度信號(hào)處理電路的工作過程是這樣的：8位亮度信號(hào)(CVBS、S—VHS、HI8格式)送到一個(gè)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(hào)(對(duì)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(hào)供上面的色度信號(hào)處理使用。SAA7111有四條視頻信號(hào)輸入引腳AI1AI1AI2AI22。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(jiǎn)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。本課題選用了CCD傳感器。信噪比(S/N)是圖像信號(hào)的峰值電平Usp與雜波有效值Un之比, 單位用分貝(DB)。 攝像器件的作用是把光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。 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。眾所周知，在諸如地下礦井、管道和排爆等高危場(chǎng)所進(jìn)行人工作業(yè)，隨時(shí)都可能給施工人員帶來生命威脅。為了設(shè)計(jì)機(jī)器人視覺隨動(dòng)機(jī)構(gòu)，首先要選購(gòu)伺服馬達(dá)，確定伺服馬達(dá)參數(shù)。移動(dòng)探測(cè)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(shí)降低了勞動(dòng)強(qiáng)度 [3] 。這種機(jī)器人的潛水深度可達(dá)4000米，其搭載的探測(cè)裝置能夠準(zhǔn)確把握周圍狀況，前方若出現(xiàn)障礙物，它搭載的計(jì)算機(jī)會(huì)準(zhǔn)確作出判斷，操縱機(jī)器人自動(dòng)繞開，到達(dá)指定目的地之后，航行誤差僅為約30米。典型的機(jī)器人有美國(guó)JPL研發(fā)的Athena、微型火星車Nanorover，卡內(nèi)基梅隆研發(fā)的Nomad移動(dòng)機(jī)器人。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀探測(cè)機(jī)器人作為機(jī)器人學(xué)中的一個(gè)重要分支，早在60年代，工程界就開始了探測(cè)機(jī)器人的研究，其發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)較長(zhǎng)的歷程。阿特卡馬沙漠的環(huán)境類似于月球和火星的表面，測(cè)試行程220km，在其行程中既有自主控制又有幾千千米以外的人工遙控，測(cè)試中還包括車體在復(fù)雜地形上的行駛能力測(cè)試。他們集“聲成像”等高尖端技術(shù)于一身，在水下各具其能，能夠完成人所無法完成的水下作業(yè)，且不受天氣和環(huán)境影響，具有工作效率高，費(fèi)用成本低的明顯優(yōu)勢(shì)。本課題研究目的是：一，設(shè)計(jì)探索機(jī)器人視覺隨動(dòng)系統(tǒng)；二，控制機(jī)器人主動(dòng)感知環(huán)境，尋找目標(biāo)和障礙物，為決策提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。幾十年來其發(fā)展非常迅速，取得相當(dāng)多有意義的成果。攝像機(jī)由光學(xué)鏡頭、攝像元件、視頻放大及同步掃描電路、光強(qiáng)控制等部件組成 [5] 。對(duì)于一定尺寸的攝像元件而言, 光學(xué)鏡頭的焦距決定了電視攝像機(jī)的視場(chǎng)大小；攝像鏡頭的另一個(gè)重要參數(shù)是入瞳直徑D與焦距f之比D/f , 叫做相對(duì)孔徑。這種器件的感光表面是用半導(dǎo)體材料做成的許多敏感單元組成的陣列,當(dāng)光學(xué)像投射到感光表面時(shí),對(duì)應(yīng)于像上各點(diǎn)的不同照度在陣列的各敏感單元中產(chǎn)生不同數(shù)量的電荷(載流子),然后外電路按一定時(shí)間順序從陣列邊緣取出各敏感單元的電荷,就得到對(duì)應(yīng)于光學(xué)圖像的視頻信號(hào)。CCD與CMOS二者主要差異是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳送的方式不同，因此在效能與應(yīng)用上也有諸多差異。 攝像機(jī)輸出的是模擬視頻信號(hào)，所以必須對(duì)它進(jìn)行分析和處理。 SAA7111是以PC機(jī)作為平臺(tái)的，其所有的可編程功能是通過I2C總線對(duì)內(nèi)部的32個(gè)寄存器相應(yīng)的控制位置相應(yīng)的數(shù)值來完成的。而后色差信號(hào)再被送入亮度、對(duì)比度和飽和度控制電路以完成如下功能：(1)AGC；(2)色度信號(hào)幅度匹配；(3)亮度、對(duì)比度、飽和度控制；(4)將YUV限制在1～244范圍內(nèi)。當(dāng)SCL為高電平時(shí)，如果出現(xiàn)SDA的電平由高變低則視為S信號(hào)，然后主器件發(fā)送從器件的7位地址和讀位R/W ，接著主器件將接收從器件的應(yīng)答信號(hào)，如果收到正確的ACK，則進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送。本課題中我們基于伺服馬達(dá)設(shè)計(jì)了隨動(dòng)機(jī)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上對(duì)視覺系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)隨動(dòng)控制。 減速齒輪組由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，其終端（輸出端）帶動(dòng)一個(gè)線性的比例電位器作位置檢測(cè)，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(hào)比較，產(chǎn)生糾正脈沖，并驅(qū)動(dòng)馬達(dá)正向或反向地轉(zhuǎn)動(dòng)，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。數(shù)字伺服器比傳統(tǒng)的模擬伺服器，即使是使用無線圈馬達(dá)的模擬伺服器，在工作方式上也有很多優(yōu)點(diǎn)：第一，因?yàn)槲⑻幚砥鞯年P(guān)系，數(shù)碼舵機(jī)可以在將動(dòng)力脈沖發(fā)送到舵機(jī)馬達(dá)之前，對(duì)輸入的信號(hào)，根據(jù)設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行處理。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。其工作原理是接收模擬信號(hào)，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號(hào)，再對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行修改、刪除、強(qiáng)化，并在其他系統(tǒng)芯片中把數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)解譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。其主要功能外設(shè)如下： 事件管理器EVA和EVB，包括定時(shí)器，比較器，捕捉單元，PWM邏輯電路，正交編碼電路，和中斷邏輯電路等。此外，更大容量的存儲(chǔ)器，內(nèi)置有波特率發(fā)生器和FIFO緩沖器，提供高速、同步串口和標(biāo)準(zhǔn)異步串口，片內(nèi)還集成了A/D和采樣/保持電路，可提供PWM輸出，數(shù)字信號(hào)處理能力較強(qiáng)，適合進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的控制。 本章小節(jié)機(jī)器人視覺隨動(dòng)系統(tǒng)是機(jī)器人領(lǐng)域重要的研究方向之一，通過視覺隨動(dòng)控制，機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)、不確定的場(chǎng)合操作。本課題中我們選用DSP芯片TMS320F2812作為控制核心，對(duì)于該款芯片的主要功能外設(shè)，上面章節(jié)也有概述。在編譯器，匯編器，連接器選項(xiàng)中有容易使用的對(duì)話框。（3）高集成的編輯器調(diào)整C和DSP匯編代碼。伺服馬達(dá)的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)速度是由其內(nèi)部的直流馬達(dá)和變速齒輪組的配合決定的，在恒定的電壓驅(qū)動(dòng)下，其數(shù)值唯一。甚至小伺服馬達(dá)在重負(fù)載時(shí)也會(huì)拉低放大器的電壓，所以整個(gè)系統(tǒng)的電源供應(yīng)的比例必須合理。而且，超出此范圍時(shí)，脈沖寬度轉(zhuǎn)動(dòng)角度之間的線性關(guān)系也會(huì)變差。本課題中，視覺傳感器是機(jī)器人系統(tǒng)中最重要的“感官”之一，它的引入改變了機(jī)器人對(duì)操作對(duì)象及環(huán)境必須精確建模的要求 [16] 。 = 0x0300。 // Peripheral clock enables set for the selected peripherals. =1。