多功能智能機器人-演示文稿

1、1基于車載自組網絡模式的小車互聯(lián)應用開發(fā)姓 名：龐仁學指導教師：孟 寧2 此項目主要是利用現有技術和資源設計一款多功能智能小車，針對移動機器人的設計及導航與定位方法展開深入的研究，探討移動機器人設計的實現，導航與定位方法的應用等問題。簡單介紹3只有站在巨人的肩上，才能看的更遠此項目已經在去年的軟件學院大賽中獲得一等獎，我們是在前人的基礎上對小車進行完善_42009級學生作品展示 目前，關于移動機器人系統(tǒng)的研究已成為機器人學領域一個充滿活力、具有挑戰(zhàn)性的前沿發(fā)展方向智能機器人集信息技術中的傳感技術、計算機技術和通信技術為一身，綜合了數學、物理、化學、生物、機械、電子、材料、能源等眾多領域的科學和

2、技術知識。學生在學習智能機器人的過程中，可以充分培養(yǎng)動手能力、創(chuàng)新能力、綜合能力和協(xié)作能力。智能機器人內容的開設將給信息技術學科的教學帶來新的活力。5項目背景 在國內并沒有哪個大學或組織側重于研究智能移動機器人間的通信。尤其在汽車行業(yè)越來越智能化的今天，把我們已有的導航機器人、視覺導航系統(tǒng)等等，通過無線自組網應用到汽車通信領域顯得尤為重要。開發(fā)這樣一種網絡就需要6ad-hoc技術協(xié)議 不僅可以用于野外探險，還可用于樓宇、倉庫等一般場合，以及用于、礦井、防爆、毒氣泄漏等惡劣環(huán)境；實現了實時視頻采集及無線傳輸，可以方便的實現對目標環(huán)境的遠程監(jiān)控，在安防、交通、智能樓宇等領域有很好的應用前景；對于汽

3、車行業(yè)飛速發(fā)展的今天，擁有私家車的人群越來越多，而避免交通事故顯得尤為重要，我們研究的小車相互之間可以自動傳送警告信息，減小了交通事故的發(fā)生率7設計目的89 1、PC通過ad-hoc網絡向小車發(fā)送控制命令到小車的控制中心（單片機），控制中心控制步進電機，從而控制小車的轉向和速度； 2、小車在行走的過程中，能夠實現自動避障，通過超聲波傳感器，把障礙物信息傳給單片機，單片機控制電機，使小車停止行走或倒退；3、前方小車遇到障礙物時，完成避障的同時，由單片機通過ad-hoc網絡傳給PC和另一輛小車，實現預警功能；10項目目標4、小車上的視頻采集系統(tǒng)，把采集到的路況信息傳給控制中心，經過一定的視頻壓縮處

4、理后，控制中心通過ad-hoc網絡把路況信息傳給PC；PC端解壓后，可以根據路況信息控制小車的動作5、在PC上集成了控制軟件，并通過可視化窗口，能夠觀察采集回來的視頻信息，從而可以控制小車的動作1112硬件框圖小車系統(tǒng)的工作流程為：車載傳感器模塊實時采集周圍環(huán)境信息，將此數據信息傳輸到嵌入式系統(tǒng)中，嵌入式微處理器通過數據分析獲取有效數據，從而獲知小車與障礙物的相對位置，然后根據此位置信息產生控制信號，并將此信號通過接口發(fā)給單片機，單片機會產生PWM信號控制步進電機來控制小車轉向，從而達到小車自主“行走”的目的。13小車“行走”系統(tǒng)是一個以傳感器信號為檢測量和反饋量的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其核心環(huán)節(jié)為數

5、據分析和反饋控制器，它們性能的好壞將直接關系到系統(tǒng)的優(yōu)劣，這也是設計的關鍵所在14目前比較成熟的單片機對步進電機的控制有串行和并行控制方式。兩種控制系統(tǒng)各有利弊，處于簡化系統(tǒng)結構的考慮，本設計擬采用串行控制方式，此方式下單片機控制系統(tǒng)與步進電機驅動器之間只有兩條控制線。15根據小車的工作環(huán)境，采用四輪移動平臺，其架構簡單、穩(wěn)定性好，且控制簡單，每運動單位距離所消耗的能量較小，通常比履帶式和步進式平臺運動速度要快。小車采用四輪平臺，后兩輪為驅動輪，驅動小車前進，前兩輪輪為轉向輪，負責小車轉向。這種結構的小車也被成為汽車式結構移動小車。攝像頭通過GPIO口和開發(fā)板相連接；電機電池用來給兩個電機供電

6、，蓄電池給控制主板和單片機電路板供電；后輪由步進電機驅動，可進行調速；前輪為轉向輪，由舵機驅動，其輸出為扭矩，可使得前輪轉向16軟件設計包括：嵌入式操作系統(tǒng)、外設驅動程序及應用軟件。智能小車的嵌入式系統(tǒng)軟件設計和一般計算機軟件在開發(fā)環(huán)境、功能實現上有許多不同，其設計時必須與硬件設計協(xié)同17軟件實現BSP層：即板級支持包bootloader程序，它負責載入Linux操作系統(tǒng)，在ARM9系統(tǒng)中采用vivi程序來實現。硬件驅動成：系統(tǒng)中的每各驅動模塊負責驅動相應的硬件，驅動模塊提供統(tǒng)一的上層調用接口。操作系統(tǒng)層：嵌入式操作系統(tǒng)是整個軟件系統(tǒng)的核心部分，采用的是內核。應用程序層：由用戶編寫，完成應用功

7、能，主要包括視頻采集傳輸和小車控制程序。1819PC端視頻軟件DEMO2021整體開發(fā)流程2440開發(fā)板和PC機通信的過程，我們采用的是Ad-hoc網絡（無線自組網），需要用到IEEE1609.4 和協(xié)議，這在國際上是一門比較新穎的技術，此協(xié)議是專門用在汽車電子應用上的，將于2010年11月份正式成為標準。22可能的難點2010-10-18至2010-10-25 文獻調研2010-10-26至2010-10-30 理論分析2010-11-1至2010-11-30 撰寫開題報告及答辯PPT、開題報告等相關開題資料2010-12-1至2011-1-20 確定總體框架，完成硬件平臺設計、小車主控板及外圍功能模塊2011-3-1至2011-3-10 搭建智能小車平臺2011-3-11至2011-4-1 完成各功能模塊驅動設計與調試、小車可以自主“行走”，實現較好的避障功能 23工作進度2011-4-2至2011-4-10 應用程序設計1、視頻采集及無線實時視頻