【正文】 示。3第二章 環(huán)保機器人系統(tǒng)分析以及硬件設(shè)本課題的目標是設(shè)計一個能實現(xiàn)在特定平面場所，按高效的搜索路徑進行搜索，實現(xiàn)垃圾搜索識別，然后拾取目標的環(huán)保智能小車，研究內(nèi)容大致包括以下三個方面：（1）目標識別：即垃圾的識別，需要在確定背景環(huán)境下識別滿足要求的目標。目前我國60歲以上人口已超過總?cè)丝诘?0%，預(yù)計到2015年國老年人口總數(shù)將達到2億人，人口的老齡化問題將成為中國面臨的前所未有的新挑戰(zhàn)；此外，我國殘疾人占總?cè)丝诒戎匚痪尤澜巛^高國家之列。歐洲在結(jié)構(gòu)化環(huán)境的移動技術(shù)， 包括城市交通領(lǐng)域保持領(lǐng)先。 PID Fuzzy algorithm。設(shè)計了基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的智能白色垃圾識別系統(tǒng)，采用CMOS數(shù)字圖像傳感器識別白色垃圾；采用以太網(wǎng)通信技術(shù)同Internet聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)雙向互通；設(shè)計了斬波恒流細分步進電機驅(qū)動方案，驅(qū)動機器人拾取和回收目標垃圾；軟件上采取了模糊PID算法，實現(xiàn)靈活的機器人控制；設(shè)計了最優(yōu)化的垃圾搜尋路線確定算法，使機器人高效快捷地尋找目標垃圾。 with Ethernet networking technology with the Internet, and wireless intelligent robot control。國內(nèi)，以海爾和聯(lián)想牽頭成立的網(wǎng)絡(luò)家電組織都推出了其實施應(yīng)用的標準和規(guī)范，如海爾集團、清華同方、中國網(wǎng)通等發(fā)起組建了家庭網(wǎng)絡(luò)標準產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟～e家佳(IT on Home)，并由海爾集團推出了“卡薩帝”(Casarte)品牌的U—Home網(wǎng)絡(luò)家電產(chǎn)品。從成果應(yīng)用上看，我國的服務(wù)機器人主要以吸塵器機器人和教育平臺為主。本文闡述以以太網(wǎng)為通信，基于數(shù)字攝像頭識別的環(huán)保衛(wèi)士機器人的系統(tǒng)設(shè)計。微控制器內(nèi)置兩塊處理器芯片，分別是S12X處理器和XGATE處理器。圖像傳感器的兩大主流是CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor金屬氧化物半導(dǎo)體元件)和CCD(ChargedCoupled Device電荷耦合元件)。輸出3個圖像同步的時序信號：像素時鐘PCLK、幀同步VSYNC和行同步HREF。因此，我們只需對這288行視頻信號中的某些行進行采樣就行了。圖 26 圖像采集模塊若以太網(wǎng)能作為廣域網(wǎng)標準的話，終端用戶肯定是最大的擁護者。這就是我們要提倡的“高效能以太網(wǎng)”。W5100集TCP／IP協(xié)議棧、以太網(wǎng)MAC和PHY為一體，支持ICP、UDP、IPvICMP、ARP、IGMP和PPPoE等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。W5100 內(nèi)部還集成有16KB 存儲器用于數(shù)據(jù)傳輸。實際運行表明，步進電機運行穩(wěn)定，且具有步距角小、轉(zhuǎn)矩恒定、功耗低等優(yōu)點。本系統(tǒng)中，該部分選用的是L297+L298構(gòu)架，適用于對雙極性兩相步進電機或單極性四相步進電機的控制。模糊PID控制是近年來逐步發(fā)展起來的一種新型智能PID控制方法，將模糊控制與PID控制結(jié)合起來，既具有模糊控制靈活的特點，又具有傳統(tǒng)PID控制精度高、魯棒性好的特點。當系統(tǒng)偏差較大時，模糊PID控制器的輸出主要取決于模糊控制輸出。該法以論域中的每個元素(1，2，? ，n)為待判決輸出模糊集合的隸屬度／()的加權(quán)系數(shù)，即取乘積，再計算對隸屬度函數(shù)和的平均值。HCS12X（圖像采集及處理）主要完成圖像采集及處理，以提取目標位置，確定搜索路徑等提供上層策略。如果滿足設(shè)定范圍值，那么記錄位置和目標的大小，同時上傳給主控器可以拾取的信號，然后開啟其他狀態(tài)操作；如果沒有發(fā)現(xiàn)特定目標，上傳給主控器搜索信號，開啟搜索狀態(tài)。下面編寫的算法都是根據(jù)這個思想來編寫的。如果檢測到的像素位置在當前跟蹤區(qū)域的標記框外，則需要增大標記框來包含該像素；同時，需要記錄符合要求的像素的數(shù)量，當一幀圖像掃描完成后，可以分別用符合要求的點的橫縱坐標和除以符合要求的像素點數(shù)，得出被追蹤物體的中心坐標 。圖34行處理得到的線形圖④識別物體的形狀。如果函數(shù)在別的模塊中不被調(diào)用，一個好的建議是用static標識函數(shù)；否則，編譯器將在內(nèi)嵌譯碼里把該函數(shù)編譯成非內(nèi)嵌的；②在for()，while()do?while()的循環(huán)中，用“減到0”代替“加到某個值”。下面通過MATLAB 軟件進行仿真, 分析這2 個參數(shù)對以太網(wǎng)實時能力的影響。圖44不同通信速率下的通信延遲圖由圖44可見,當以太網(wǎng)的通信延遲時間為4ms時,對于10Mb/s的通信速率,同一網(wǎng)段上的站點可為15個。若網(wǎng)段上的站點數(shù)目相同, 隨著通信速率的提高, 通信延遲時間會大大縮短, 完全滿足遠動監(jiān)控系統(tǒng)的實時性要求。并且，通過系統(tǒng)仿真實驗得出的數(shù)據(jù)進行特定誤差分析，得出：系統(tǒng)的圖像數(shù)據(jù)處理算法較為準確，系統(tǒng)性能的實現(xiàn)穩(wěn)定性較好，處理范圍覆蓋面全，經(jīng)過更加細致的誤差分析處理后，對智能環(huán)保機器人系統(tǒng)的工作參數(shù)進行了補償修改，使系統(tǒng)工作更加有效。35參考文獻參考文獻【1】邵貝貝．單片機嵌入式應(yīng)用的在線開發(fā)方法[M]．北京：清華大學出版社，2004．【2】[日]船倉一郎等著，宋光華等譯．機器人控制電子學[M]．北京：科學出版社，2004【3】吳建輝．印制電路板的電磁兼容性設(shè)計[M]．北京：國防工業(yè)出版社，2005【4】王水平．PWM 控制與驅(qū)動器使用指南及應(yīng)用電路[M]．西安電子與科技大學出版社，2004【5】 [美]Steven F．B~rett，Daniel J．Pack著，鄭扣根．嵌入式統(tǒng)使用68HC12和HCS12的設(shè)計與應(yīng)用[M]．電子工業(yè)出版社，2006【6】 陳智育，溫彥軍，陳琪．VxWorks程序開發(fā)實踐[M]．北京：人民郵電出版社，2004．【7】 程敬原．VxWorks軟件開發(fā)項目實例完全解析[M]．北京：中國電力出版社，2005.【8】 Jeri RH．工程專業(yè)C程序設(shè)計[M]．北京：科學出版社。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標準規(guī)范。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。從論文選題，撰寫開題報告，到論文的具體撰寫，x老師給了我深切的關(guān)懷和無微不至的幫助，并提出了許多寶貴的意見和建議。經(jīng)過對機器人的整體實驗、分析，證明機器人根據(jù)白色垃圾特征，進行特征匹配，以完成自動垃圾識別，速度控制響應(yīng)快，動態(tài)性能良好，穩(wěn)態(tài)誤差較小，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力強。2. 采用交換式以太網(wǎng)取代傳統(tǒng)的共享式以太網(wǎng)。對于1000Mb/s的通信速率,同一網(wǎng)段上的站點可增到35個,甚至更多。假設(shè)以太網(wǎng)的幀長度為256 字節(jié), 遠方終端(RTU) 和監(jiān)控主站間以太網(wǎng)的通信速率為10Mb/ s ,傳輸介質(zhì)長度為100m ,則仿真結(jié)果如圖43所示。時序邏輯部分主要完成對圖像傳感器時序信號的識別。特別是在檢測平面上線條時,可以識別是否有分支．這一點是幀處理模式無法做到的。上述方法中，只有一個跟蹤點就可以改變標記框，因此如果在跟蹤過程中出現(xiàn)噪聲點，就會對標記框產(chǎn)生影響。顏色標定的任務(wù)是通過一個已知的顏色，找出其在顏色空間內(nèi)與之對應(yīng)的一個封閉區(qū)域。HCS12X（圖像采集及處理）, 圖像處理函數(shù)圖32所示。 HCS12X（圖像采集及處理）工作流程系統(tǒng)開機上電后，進行自動初始化，然后緊接著環(huán)保車等待圖像采集過程的結(jié)束，判斷是否有白色垃圾的存在。采用V2TM控制結(jié)構(gòu)能提供無與倫比的瞬態(tài)反應(yīng)，非常適合當今的高速邏輯電路的應(yīng)用。對于此舵機系統(tǒng)。為克服AUV舵機系統(tǒng)摩擦、飽和等非線性因素的影響，全面改善系統(tǒng)的動、靜態(tài)特性，本系統(tǒng)采用模糊PID控制方式，設(shè)計出了舵機控制器。L298為雙H橋驅(qū)動器，可用來驅(qū)動電壓為46V、 A以下的步進電機。在額定功率范圍內(nèi)，電