【正文】 工具是多任務(wù)的。隨動機構(gòu)對于實現(xiàn)攝像頭自動跟蹤目標障礙物及擴大視覺系統(tǒng)的感測環(huán)境的范圍很關(guān)鍵，本課題用伺服馬達設(shè)計了隨動機構(gòu)。硬盤驅(qū)動器使用DSP，能大大提高數(shù)據(jù)存取速度、縮小體積，促進PC進一步縮小體積、減輕重量，可應(yīng)用于掌上電腦。最高的通信速率可以達到1Mbps。根據(jù)數(shù)字信號處理的要求，DSP芯片一般具有如下主要特點： （1）在一個指令周期內(nèi)可完成一次乘法和一次加法； （2）程序和數(shù)據(jù)空間分開，可以同時訪問指令和數(shù)據(jù)； （3）片內(nèi)具有快速RAM，通常可通過獨立的數(shù)據(jù)總線在兩塊中同時訪問； （4）具有低開銷或無開銷循環(huán)及跳轉(zhuǎn)的硬件支持； （5）快速的中斷處理和硬件I/O支持； （6）具有在單周期內(nèi)操作的多個硬件地址產(chǎn)生器； （7）可以并行執(zhí)行多個操作； （8）支持流水線操作，使取指、譯碼和執(zhí)行等操作可以重疊執(zhí)行。一個數(shù)字信號處理器在一塊不大的芯片內(nèi)包括有控制單元、運算單元、各種寄存器以及一定數(shù)量的存儲單元等等，在其外圍還可以連接若干存儲器，并可以與一定數(shù)量的外部設(shè)備互相通信，有軟、硬件的全面功能，本身就是一個微型計算機。雖然，以為頻率高的關(guān)系，每個動力脈沖的寬度被減小了，但馬達在同一時間里收到更多的激勵信號，并轉(zhuǎn)動得更快。數(shù)字舵機，有以石英晶體控制的微處理器，F(xiàn)ET放大器（場效應(yīng)管），和能承受更大功率的50芯導(dǎo)線。標準的微型伺服馬達有三條控制線，分別為：電源、地及控制。SCL線為高，SDA線由低電平變高電平時，視為停止信號P。 SAA7111的功能方框圖初始化主要通過I2C總線接口來完成 [9] 。當(dāng)視頻信號從某一引腳進入之后，首先進行模擬處理，然后通過緩沖器輸出一路到AOUT端用于監(jiān)視，另路經(jīng)A/D后產(chǎn)生數(shù)字色度信號和亮度信號分別對其進行處理。著名的半導(dǎo)體公司Phillps提供的基于PC機作為平臺的可編程視頻輸入處理芯片SAA7l11，正是為滿足這一需要而出現(xiàn)的。光強控制部件的作用是使由光學(xué)鏡頭產(chǎn)生的光學(xué)像的照度保持在攝像器件正常工作所需的范圍內(nèi)。惰性又叫做滯后,是指當(dāng)光照停止后光電流并不立即消失的現(xiàn)象。CCD與CMOS傳感器是當(dāng)前被普遍采用的兩種圖像傳感器，兩者都是利用感光二極管(photodiode)進行光電轉(zhuǎn)換，將圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字數(shù)據(jù)。光學(xué)鏡頭可分為定焦鏡頭與變焦鏡頭。因此，用機器人代替人類在這些環(huán)境里工作，將給人類帶來希望。機器人機電控制系統(tǒng)中，伺服馬達控制效果是性能的重要影響因素。隨著現(xiàn)代計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)以及信息處理技術(shù)的發(fā)展，探測機器人的應(yīng)用范圍已不僅僅局限于危險區(qū)域。新型海底探測機器人靠傳感器檢測水溫、水中的渾濁度等，并能自主地收集數(shù)據(jù)，可用于探測噴涌熱水的海底火山、沉船、海底礦產(chǎn)資源和生物等。我國政府非常重視機器人技術(shù)，從國家863計劃實施之初到現(xiàn)在一直將機器人技術(shù)列為重點支持方向。若以探測機器人來代替人工作業(yè)，不但能提高安全性，降低勞動強度，而且能提高經(jīng)濟效益，給人類社會帶來極大的方便；此外，若探測機器人能夠獲得全方位的視野，將會極大地提高作業(yè)的效率。 1997年，卡內(nèi)基－梅隆大學(xué)機器人研究所在智利阿特卡馬沙漠上的測試了他們研究的“流浪者”（nomad）號機器人。這三位機器人的誕生使我國告別了沒有同類機器人的空白，其中水下綜合探測機器人和水下清刷機器人在國內(nèi)外都是“獨生子”，而小型機器人則是引進國外技術(shù)合作的結(jié)晶。視覺隨動系統(tǒng)是探測機器人的關(guān)鍵部分，它通過對未知環(huán)境的感知，自動探測搜索目標，并且能成功的避開障礙物，快速準確平穩(wěn)的到達目的地，作出相應(yīng)的決策。 本章小結(jié) 探測機器人作為智能機器人的一個分支，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)外機器人研究的一個重點和熱點。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 視覺機構(gòu) 攝像機是產(chǎn)生圖象信號的部件，也是探測機器人視覺系統(tǒng)的重要組成部分。光學(xué)鏡頭的重要技術(shù)參數(shù)是焦距和相對孔徑。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。而分辨力是攝像器件分解圖像細節(jié)的能力。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?？蔀橐曨l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。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。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。 隨動機構(gòu)為了使攝像頭自動跟蹤目標及擴大感知范圍，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。其中，高速轉(zhuǎn)動的直流馬達提供了原始動力，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。數(shù)字伺服器是先將接收機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。單片機又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。另外還允許在程序空間和數(shù)據(jù)空間之間進行傳輸，因為增加了器件的靈活性。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行浮點運算，是電機等數(shù)字化產(chǎn)品控制的最佳選擇。相比單片機，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位單片機單指令執(zhí)行時間快8～10倍。隨著DSP技術(shù)的迅速推進以及應(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。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。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。目標編輯器保持對所有文件及相關(guān)內(nèi)容的跟蹤。一個微型伺服馬達是一個典型閉環(huán)反饋系統(tǒng)，： 伺服馬達原理圖齒輪組由馬達驅(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，從而達到使伺服馬達精確定位的目的。電源線與地線用于提供內(nèi)部的直流馬達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（因為伺服馬達會產(chǎn)生噪音）。的范圍。目前機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] 。 = 0x0300。 i++){} = 0x0005。 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。 //T1計數(shù)器周期值,其值為pwm值(因為是增計數(shù)//模式) =0x0000。本章重點提出并設(shè)計了視覺隨動控制思想與方案。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會。在這次設(shè)計中暴露了不少問題。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。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、表達能力