無人駕駛兩輪巡邏機(jī)器人中期匯報(bào)

1、計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)學(xué)院張?jiān)㈨?xiàng)目背景及意義無人駕駛兩輪巡邏機(jī)器人介紹項(xiàng)目研究成果及后期展望軟件算法分析軟件算法分析硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)市場(chǎng)價(jià)值一 代替安保人員進(jìn)行不分晝夜巡邏；二 應(yīng)用于危險(xiǎn)惡劣環(huán)境或者陌生環(huán)境中降低人員受傷害的可能；國內(nèi)外現(xiàn)狀：谷歌已經(jīng)對(duì)外展示了其研發(fā)的無人駕駛汽車；英美等大國及路虎、捷豹等汽車都在研發(fā)無人駕駛汽車；國內(nèi)紅旗汽車多家企業(yè)也將無人駕駛智能車作為研發(fā)重點(diǎn)。研究目標(biāo)：研發(fā)一個(gè)能避障又能視頻監(jiān)控的兩輪巡邏機(jī)器人，能實(shí)現(xiàn)自主巡邏； 選用意法半導(dǎo)體 (STMicroelectronics)的STM32F103xE系列芯片作為巡邏車主控芯片，該芯片基于ARM Cortex-M內(nèi)核

2、。 采用STM32F103xE芯片，設(shè)計(jì)巡邏機(jī)器人控制器，拓展紅外感應(yīng)模塊，完成自動(dòng)避障功能，拓展慣性傳感器（陀螺儀），實(shí)現(xiàn)兩輪巡邏機(jī)器人的自平衡，將圖形圖像處理技術(shù)應(yīng)用于行駛路徑的規(guī)劃，從而搭建無人駕駛兩輪巡邏機(jī)器人。由于硬件電路采用模塊化設(shè)計(jì)，其主要結(jié)構(gòu)分為傳感器，主控，驅(qū)動(dòng)以及電源。傳感器部分的電路主要集中在攝像頭與編碼器部分，主控由stm32的最小系統(tǒng)構(gòu)成，驅(qū)動(dòng)則由直流電機(jī)電調(diào)和舵機(jī)構(gòu)成。釆集模塊:釆集模塊主要由CMOS 的0V7670攝像頭對(duì)圖像進(jìn)行釆集。STM32F103處理器：該模塊是整個(gè)系統(tǒng)的核心和大腦部件，所有的信息都要由它處理。自平衡算法實(shí)現(xiàn)自平衡算法實(shí)現(xiàn)圖像采集及處理圖像

3、采集及處理射頻傳輸實(shí)現(xiàn)射頻傳輸實(shí)現(xiàn)平衡控制：通過控制兩個(gè)電機(jī)正反方向運(yùn)動(dòng)保持小車直立平衡狀態(tài)；速度控制：通過調(diào)節(jié)小車的傾斜角度來實(shí)現(xiàn)速度控制，本質(zhì)上是通過轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)小車速度控制；方向控制：通過控制兩個(gè)電機(jī)之間的轉(zhuǎn)動(dòng)差速實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向控制。PID算法在過程控制中，按偏差的比例、積分、微分進(jìn)行控制的PID控制器（亦稱PID調(diào)節(jié)器）是應(yīng)用最為廣泛的一種自動(dòng)控制器。圖像采集系統(tǒng)是基于CMOS圖像傳感器0V7670的攝像頭。0V7670的最大分辨率為320*640。兩種情況：一 循跡功能實(shí)現(xiàn)二 實(shí)時(shí)遙控規(guī)劃路徑，布置軌道通過圖像傳感器獲取圖像，將圖像轉(zhuǎn)換為黑白二值圖像，再進(jìn)行圖像分割及邊緣跟蹤，循跡功能實(shí)現(xiàn)。通過擴(kuò)展射頻模塊，將射頻信號(hào)傳輸?shù)浇邮芙K端上，便于觀看巡邏機(jī)器人所獲取圖像信息，以實(shí)現(xiàn)巡邏機(jī)器人的路徑規(guī)劃。巡邏機(jī)器人獲取圖像終端接收并反饋射頻無人駕駛兩輪巡邏機(jī)器人硬件搭建基本完成；無人駕駛兩輪巡邏機(jī)器人自平衡和循跡功能基本實(shí)現(xiàn)；后期展望