【正文】 ............................................................................................... 8 OLED 顯示屏 ........................................................................................................... 9 3 尋跡小車軟件設(shè)計(jì) ......................................................................................................... 11 STM32 主控制器程序模塊 ................................................................................... 11 攝像頭傳感器采集圖像模塊 ............................................................................... 12 控制直流電機(jī)速度和方向模塊 ........................................................................... 12 OLED 顯示程序模塊 ............................................................................................. 13 系統(tǒng)軟件保護(hù)模塊 ............................................................................................... 13 4 模塊整合與調(diào)試 ............................................................................................................. 14 5 總結(jié)和展望 ..................................................................................................................... 17 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 18 致 謝 ................................................................................................................................. 20 1 1 緒論 論文研究背景與意義 論文 主要 內(nèi)容 鑒于目前比較成熟的智能尋跡小車 大多采 用 紅外傳感器 實(shí)現(xiàn) 尋跡 ， 論文提出了一種 基于圖象識(shí)別 的 智能 尋跡方案， 采用攝像頭對(duì)道路圖象信息進(jìn)行采集，利用 STM32處理器完成軌跡識(shí)別與小車行進(jìn)控制。目前日本、美國和德國等國已研制出在石油和天然氣等地下管道檢修的地下機(jī)器人，主要完成行走、傳感器定位、通信以及遙控等。 1965年，傅京孫首先提出把人工智能的啟發(fā)式推理規(guī)則用于學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)。人們已開始研究如何用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)解釋圖像 ， 類似人類視覺系統(tǒng)理解外部世界 ， 這被稱為圖像理解或計(jì)算機(jī)視覺。 ：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏 利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。他們對(duì)航天探測器徘徊者 7 號(hào)在 1964 年發(fā)回的幾千張?jiān)虑蛘掌M(jìn)行圖像處理 ， 如幾何校正、灰度變換、去除噪聲等 ， 并考慮了太陽位置和月球環(huán)境的影響。 Mallet 在 1988 年有效地將小波分析應(yīng)用于圖像分解和重構(gòu)。常規(guī)控制往往包含在智能控制之中 ， 智能控制也利用常規(guī)控制的方法來解決 “ 低級(jí) ” 的控制問題 ， 力圖擴(kuò)充常規(guī)控制方法并建立一系列新的理論與方法來解決更具有挑戰(zhàn)性的復(fù)雜控制問題。 在智能車輛的研究和駕駛?cè)蝿?wù)的自主完成等 方面也將借助于智能小車的自主行駛功能，這將為人類的社會(huì)進(jìn)步帶來深遠(yuǎn)的意義，例如降低車輛燃油的消耗量、切實(shí)提高道路規(guī)劃的利用率，尤其對(duì)道路交通安全的改進(jìn)將提出新的解決途徑。 通過對(duì)以上兩種方案的理論分析和實(shí)驗(yàn)對(duì)比，最終確定用方案二來實(shí)現(xiàn) OV7620攝像頭圖像采集。另外，面陣式攝像頭采用行掃描模式，一副 5 圖像可采集多達(dá)上千個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，因此賽道信息大大豐富。所以采用了一種折中的芯片選型方案，選擇了一款高性價(jià)比的嵌入式微處理器做主控板。 圖 OLED 模塊原理圖 LCD 都需要背光，而 OLED 不需要，因?yàn)樗亲园l(fā)光的。 通過上電測試，下載 STM32 控制 OLED 顯示屏顯示中英文字符的程序， OLED屏成功顯示出 中英文字符，證明該 OLED 顯示屏可以正常顯示。 9） 開始調(diào)試的時(shí)候， 小車在前進(jìn)過程中，遇到急轉(zhuǎn)彎情況，小車由于慣性偏離軌道，而此時(shí)道路軌跡又不在 攝像頭范圍內(nèi)， 出現(xiàn)這種情況小車會(huì)不受控， 后來設(shè)置成 小車會(huì)在原地向右轉(zhuǎn)，一段時(shí)間后，如果在攝像頭范圍內(nèi)找到了軌跡，小車會(huì) 沿著軌跡繼續(xù)前進(jìn)。 最后，我還要特別感謝我的父母 ，他們的理解和支持是我的不斷前進(jìn)的動(dòng)力源泉。 5）將小車的各個(gè)模塊都連接在一起后，想看看攝像頭采集的畫面能不能正常顯示在顯示屏上， 在攝像頭下面放一張白紙， 上電后發(fā)現(xiàn)圖像顯示不正常，都是黑白很雜亂的畫面，到處都是黑白點(diǎn)， 開始一直懷疑是程序在攝像頭采集圖像這塊有問題，查了一些相關(guān)技術(shù)文檔資料，發(fā)現(xiàn)寫的沒什么問題， 這時(shí)就懷疑電源供 電有問題，果然一測試電源電壓，明顯電壓過低，導(dǎo)致主控板以及各個(gè)模塊都不能正常工作， 所以畫面不能正常顯示，換了新電池后畫面就顯示的比較清晰了。 SCLK：串行時(shí)鐘線。 通過上電測試，下載 STM32 芯片 控制直流 電機(jī)正反轉(zhuǎn)的程序 ，該 直流 電機(jī)可以 9 正常實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn) ，說明該 L298 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊可以正常使用。 圖 系統(tǒng)中 電源穩(wěn)壓電路 通過上電測試，在 7805 線性穩(wěn)壓 電路的輸入端輸入 8V 電壓，輸出端輸出 電壓，在 穩(wěn)壓芯片的輸入端輸入 5V 電壓， 輸出 電壓，這兩個(gè)電源滿足該系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。 尋跡方案的設(shè)計(jì) 智能尋跡小車的檢測外部信息一般采用紅外傳感器和攝像頭傳感器。 論文 主要內(nèi)容包括： 1） OV7620 攝像頭采集圖像 思路 ； 2）圖像處理與圖像識(shí)別的介紹； 3） STM32 微處理的應(yīng)用軟硬件平臺(tái)的搭建：采用 Altium Designer 繪制 PCB 版圖 ， 為 STM32 搭建最小硬件系統(tǒng) ， 利用 RVMDK 以及 STM32 固件庫完成 STM32的軟件 開發(fā)； 4）尋跡方案的設(shè)計(jì)：紅外傳感器和 CMOS 傳感器優(yōu)劣勢對(duì)比； 5）電源設(shè)計(jì)方案：設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中使用到了多個(gè)不同電壓值的電源，所以選取一種合理的電源 穩(wěn)壓 方案； 6）大功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路：選 取 一 種 合理的 直流 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路； 7） OLED 顯示屏：實(shí)時(shí)顯示攝像頭采集的畫面。 5）娛樂服務(wù)：服務(wù)類機(jī)器人為人類生活質(zhì)量的提高帶來了巨大影響，對(duì)人們的生活、工作都起到了不可估量的作用。智能控制具有交叉學(xué)科和定量與定性相結(jié)合的分析方法和特點(diǎn)。 20 世紀(jì) 80 年代末期 ， 人們開始將其應(yīng)用于地理信息系統(tǒng) ， 研究海圖的自動(dòng)讀入 、自動(dòng) 生成方法。 早期圖像 處理的目的是改善圖像質(zhì)量，它以人為 對(duì)象，以改善人的視覺效果為目的。 本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 題目 基于圖像識(shí)別 的 尋跡小車設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。圖像處理中輸入的是質(zhì)量低的圖像， 輸出的是改善質(zhì)量后的圖像。數(shù)字圖像處理技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。 一個(gè)系統(tǒng)如果具有感知環(huán)境、不斷獲得信息以減小不確定性和計(jì)劃、產(chǎn)生以及執(zhí)行控制行為的能力 ， 即稱為智能控制系統(tǒng)。在中國，服務(wù)機(jī)器人已應(yīng)用于各種社會(huì)場合。 2 OV7620 攝像頭 采集圖像思路 采集圖像思路： 方案一：使用 for 循環(huán)延時(shí)采集 1） 需要采集圖像時(shí)，開場中斷 2） 場中斷到來，開啟行中斷，關(guān) 場中斷 3） 行中斷里用 for 循環(huán)延時(shí)采集像素，可以在行中斷里添加標(biāo)志位，部分行不采集，即可跨 行采集 4） 行中斷次數(shù)等于圖像行數(shù)時(shí)即可關(guān)閉行中斷，標(biāo)志圖像采集完畢 這種方法 最簡單，但采集圖像最不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)消隱區(qū)全為 0 等問題。 目前較通用的是紅外光電管，它根據(jù)光電管發(fā)出的紅外光對(duì)地面不同顏色產(chǎn)生強(qiáng)度不同的發(fā)射信號(hào)特征，由安裝在車前方 5~10 厘米處的一橫列光電管對(duì)前方道路的顏色進(jìn)行采樣分析，從而識(shí)別路徑。 主控模塊設(shè)計(jì) 主控模塊采用意法半導(dǎo)體的 STM32F103ZET6 芯片搭建 的一個(gè)硬件平臺(tái)。 OLED 顯示屏 OLED，即有機(jī)發(fā)光二極管（ Organic LightEmitting Diode ），又稱為有機(jī)電激光顯示（ Organic Electroluminesence Display， OELD ）。在 4 線串行模式下， D0 信號(hào)線作為串行時(shí)鐘線 SCLK。