基于S3C2440多功能智能車研究與實現(xiàn)V102010-

1、基于S33C24440多多功能智智能車研研究與實實現(xiàn)V1.0020100-7-12撰寫人：徐銳鋒鋒 （SSA09922554244） 嵌嵌入式33班目錄 HYPERLINK l _Toc26211 1 項目目概述 PAGEREF _Toc26211 3 HYPERLINK l _Toc11681 1.1 項目意意義 PAGEREF _Toc11681 3 HYPERLINK l _Toc25761 1.2 發(fā)展現(xiàn)現(xiàn)狀41.33 主要要研究內(nèi)內(nèi)容4 HYPERLINK l _Toc16421 2 項目目需求規(guī)規(guī)格42.1 項目進進度 42.2 項目產(chǎn)產(chǎn)出 42.3 人事組組織安排排 52.4 資

2、金預(yù)預(yù)算 52.5 項目可可行性分分析 5 HYPERLINK l _Toc30722 3 系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計描描述53.1 整體設(shè)設(shè)計 53.2 硬件設(shè)設(shè)計 63.3 軟件設(shè)設(shè)計 7 HYPERLINK l _Toc19807 4 系統(tǒng)統(tǒng)功能測測試9 HYPERLINK l _Toc476 5 項目目及課程程總結(jié)115.1 項目總總結(jié) 115.2 課程總總結(jié) 11 HYPERLINK l _Toc1114 6 參考考資料121 項目目概述系統(tǒng)采用用ARMM9微處處理器SS3C24440作作為主控控芯片，MCSS-511單片機機作為從從控芯片片，利用用USBB攝像頭頭通過WWIFII無線傳傳輸視頻頻圖

3、像至至PC上上，實現(xiàn)現(xiàn)視頻監(jiān)監(jiān)控的目目的，小小車通過過光電傳傳感器來來實現(xiàn)自自主壁障障，自由由行走的的功能，同時可可以通過過PC鍵鍵盤無線線控制小小車行走走。系統(tǒng)統(tǒng)選用開開源的LLinuux 操操作系統(tǒng)統(tǒng)，編譯譯環(huán)境采采用交叉叉編譯調(diào)調(diào)試的方方式，視視頻播放放器采用用VLCC。嵌入入式Liinuxx 內(nèi)核核Kerrnell 采用用2.6.28版本，Boootlooadeer采用用VIVVI，根根文件系系統(tǒng)使用用 yaaff22。項目意義義用途廣泛泛：不但但可以用用于樓宇宇、倉庫庫等一般般場合，還可在在礦井、防爆、毒氣泄泄漏等惡惡劣環(huán)境境。實時視頻頻采集及及無線傳傳輸：可可以方便便的實現(xiàn)現(xiàn)對目標

4、標環(huán)境的的遠程監(jiān)監(jiān)控，在在安防、交通、智能樓樓宇等領(lǐng)領(lǐng)域有很很好的應(yīng)應(yīng)用前景景。智能小車車可以代代替人完完成特定定工作，而無線線視頻采采集應(yīng)用用廣泛，因此開開發(fā)一款款具有無無線視頻頻采集功功能的智智能小車車是有很很大實用用意義的的。發(fā)展現(xiàn)狀狀在國外，移動機機器人的的研究始始于6 0年代代末期， 斯坦坦福研究究院( S RR I ) 的的N ii t s N ii l s ss e n 和和C hh a r ll e s R oo s e nn等 人人， 在在1 99 6 6年至至1 99 7 2年間間研制出出了名為為S hh a k ee ) 的自主主移 動動機器人人。 進入2 0世紀紀8 0

5、0年代以以后，人人們的研研究方向向 逐漸漸轉(zhuǎn)移到到了面向向?qū)嶋H應(yīng)應(yīng)用的室室內(nèi)移動動機器人人的研究究，并逐逐步形成成了自 主式移移動機器器人A MR ( II n d oo o r A uu t o nn o m oo u s M oo b i ll e R o bb o t ) 概念念。美國國國防高高級研究究計劃局局 ( D AA R P AA)專門門 立項項，制定定了地面面天人作作戰(zhàn)平臺臺的戰(zhàn)略略計劃。從此 在全世世界掀開開了全面面研究室室外移動動機器人人的序幕幕， 如如D AA R P AA的“ 戰(zhàn)略略計算機機” 計劃劃中的自自主地面面車輛( A L VV) 計計劃( 1 99 8 3 一

6、一1 99 9 0 ) , 能源部部制訂的的為期11 0年年的機器器人和智智能系統(tǒng)統(tǒng)計劃 ( RR I P SS ) ( 1 99 8 6 - 1 99 9 5 )，以 及后來來的空間間機器人人計劃:日本通通產(chǎn)省組組織的極極限環(huán)境境下 作作業(yè)的機機器人計計劃: 歐洲尤尤里卡中中的機器器人計劃劃等。 初期的的研究，主要從從學(xué)術(shù)角角度研究究室外機機器人的的體系結(jié)結(jié)構(gòu)和信信息處理理，并建建立實驗驗系統(tǒng)進進行驗證證。雖然然由于88 0 年代對對機器人人的智能能行為期期望過高高，導(dǎo)致致室外機機器人的的研究未未達到預(yù)預(yù)期的效效果，但但卻帶動動了相關(guān)關(guān)技術(shù)的的發(fā)展，為探討討人類研研制智能能機器人人的途徑徑積

7、累了了 經(jīng)驗驗，同時時，也推推動了其其它國家家對移動動機器人人的研究究與開發(fā)發(fā)。在國內(nèi)，從“ 七五五” 開始始， 我我國的移移動機器器人研究究開始起起步，經(jīng)經(jīng)過多年年來的發(fā)發(fā)展， 己經(jīng)取取得了一一定的成成績。 清華大大學(xué)智能能移動機機器人于于1 99 9 4 年年通過鑒鑒定。涉涉及到五五個方面面的關(guān)鍵鍵技術(shù): 基于于地圖的的全局路路徑規(guī)劃劃技術(shù)研研究( 準結(jié)構(gòu)構(gòu)道路網(wǎng)網(wǎng)環(huán)境下下的全局局路徑規(guī)規(guī)劃、具具有障礙礙物越野野環(huán)境下下的全局局路徑規(guī)規(guī)劃、自自 然地地形環(huán)境境下的全全局路徑徑規(guī)劃)；基于于傳感器器信息的的局部路路徑規(guī)劃劃技術(shù)研研究( 基于多多種傳感感器信息息的“ 感知知一動作作”行為、基于

8、環(huán)環(huán)境勢場場法的“感知一一動作”行為、基于模模糊控制制的局部部路徑規(guī)規(guī)劃與導(dǎo)導(dǎo)航控制制) ;路徑規(guī)規(guī)劃的仿仿真技術(shù)術(shù)研究( 基于于地圖的的全局路路徑規(guī)劃劃系統(tǒng)的的仿真模模擬、 室外移移動機器器人規(guī)劃劃系統(tǒng)的的仿真模模擬、室室內(nèi)移動動機器人人局部路路徑規(guī)劃劃系統(tǒng)的的仿真模模擬) ;傳感感技術(shù)、信息融融合技術(shù)術(shù)研究(差分全全球衛(wèi)星星定位系系統(tǒng)、 磁羅盤盤和光碼碼盤定位位系統(tǒng)、 超聲聲測距系系統(tǒng)、 視覺處處理技術(shù)術(shù)、 信信息融合合技術(shù)) ; 智能移移動機器器人的設(shè)設(shè)計和實實現(xiàn)( 智能移移動機器器人T H MMR -1 11 1 的體系系結(jié)構(gòu)、 高效效快速的的數(shù)據(jù)傳傳輸技術(shù)術(shù)、自 動駕駛駛系統(tǒng)) 。香

9、香港城市市大學(xué)智智能設(shè)計計、自 動化及及制造研研究中心心的自動動導(dǎo)航車車和服務(wù)務(wù)機器人人。中國國科學(xué)院院沈陽自自 動化化研究所所的A G VV和防爆爆機器人人。中國國科學(xué)院院自動化化所自行行設(shè)計、制造的的全方位位移動式式機器人人視覺導(dǎo)導(dǎo)航系統(tǒng)統(tǒng)。哈爾爾濱工業(yè)業(yè)大學(xué)于于1 99 9 6年研研制成功功的導(dǎo)游游機器人人等。主要研究究內(nèi)容本項目的的研究內(nèi)內(nèi)容主要要是設(shè)計計可用于于無線視視頻采集集監(jiān)控的的智能小小車，具具體工作作包括：（1）智智能小車車各個模模塊硬件件設(shè)計（2）智智能小車車整機調(diào)調(diào)試（3）無無線視頻頻采集與與傳輸?shù)牡难芯颗c與實現(xiàn)（4）智智能小車車的軟件件設(shè)計（單片機機和ARRM）（5）小

10、小車傳感感系統(tǒng)和和避障算算法的研研究與實實現(xiàn)項目需求求規(guī)格2.1項項目進度度20099-111-188至20009-111-225 文獻調(diào)調(diào)研20099-111-266至20009-111-330 理論分分析20099-122-1至至20009-112-110 撰寫寫開題報報告及答答辯PPPT開題報告告等相關(guān)關(guān)開題資資料20099-122-144至20009-11-200確定總總體框架架，完成成硬件平平臺設(shè)計計小車主控控板及外外圍功能能模塊20100-3-11至20110-33-100 搭搭建智能能小車平平臺20100-3-11至至20110-44-1 完成成各功能能模塊驅(qū)驅(qū)動設(shè)計計與調(diào)試試小

11、車可以以自主“行走”，實現(xiàn)現(xiàn)較好的的避障功功能 20100-4-2至20110-44-100 應(yīng)應(yīng)用程序序設(shè)計1、視頻頻采集及及無線實實時視頻頻傳輸，通過小小車采集集視頻，傳輸?shù)降诫娔X面面實現(xiàn)實實時播放放2、可以以通過電電腦（具具有WIIFI功功能的智智能手機機）控制制小車“行走”20100-4-11至至20110-44-200 整體體性能測測試與評評估20100-4-21至至20110-44-255 結(jié)題題，答辯辯2.2 項目產(chǎn)產(chǎn)出智能小小車 一一臺；智能小車車主控程程序，解析主主機命令令并自主主避障，C語言言代碼，x866 +AARM+linnux平平臺全部的的開發(fā)文文檔2.3人人事組織織

12、安排姓名學(xué)號項目分工工簽章黃旭SA09922554399驅(qū)動及應(yīng)應(yīng)用程序序編寫黃旭李子陽SA09922554222視頻采集集及無線線傳輸李子陽徐銳鋒SA09922554244硬件設(shè)計計及相關(guān)關(guān)驅(qū)動徐銳鋒徐曉圣SA09922552066視頻采集集及無線線傳輸徐曉圣翟斌SA09922552811硬件設(shè)計計及相關(guān)關(guān)驅(qū)動翟斌2.4 資金預(yù)預(yù)算2.5 項目可行行性分析析多功能智智能小車車主要由由硬件系系統(tǒng)和軟軟件系統(tǒng)統(tǒng)構(gòu)成。硬件系系統(tǒng)主要要包括：嵌入式式微處理理器、數(shù)數(shù)據(jù)存儲儲器、外外圍接口口、步進進電機、小車車車體以及及電源等等外圍電電路，其其中嵌入入式微處處理器是是整個硬硬件系統(tǒng)統(tǒng)的核心心；軟件件包

13、括：嵌入式式操作系系統(tǒng)、外外設(shè)驅(qū)動動程序及及應(yīng)用軟軟件等。系統(tǒng)設(shè)計計描述整體設(shè)計計系統(tǒng)整體體框圖3.2硬硬件結(jié)構(gòu)構(gòu)單片機模模塊： 作作為從控控制器的的單片機機模塊，主要用用來控制制小車的的行走行行為和執(zhí)執(zhí)行arrm主控控下下來來的命令令。由電電源，sstc芯芯片，紅紅外避撞撞傳感器器模塊板板，串口口，聲控控，光敏敏電阻模模塊組成成。對各模塊塊的布局局可以看看我們的的電路圖圖。單片片機模塊塊通過串串口接收收armm板下發(fā)發(fā)的指令令。然后后，經(jīng)過過stcc運行的的程序的的解釋，分別控控制ioo口下發(fā)發(fā)指令給給電機，電源模模塊供電電，在我我們的單單片機程程序中，我們不不停的去去讀傳感感器的狀狀態(tài)，然

14、然后看是是否有障障礙物，然后根根據(jù)不同同的情況況，決定定小車的的行走方方向。硬件設(shè)計計的單片片機板子子的電路路如下：3.3軟軟件設(shè)計計單片機從從控板的的程序流流程圖：ARM99主控板板的程序序流程圖圖：系統(tǒng)功能能測試智能車實實物圖硬件條件件：1）智能能車實物物一個（含底盤盤，控制制電路板板，傳感感器，電電源，UUSB攝攝像頭，無線網(wǎng)網(wǎng)卡等）2）具有有無線WWIFII的PCC機一臺臺3）無線線路由器器一個運行效果果：1）實時時無線傳傳輸視頻頻至PCC機上，使用VVLC播播放器播播放視頻頻，如下下圖：2）小車車具有自自主壁障障，自由由行走的的功能3）通過過PC機機可對小小車實現(xiàn)現(xiàn)人工控控制其行行走

15、4）具備備聲光控控制功能能。 時間特特性：VLC播播放實時時視頻會會有2-3秒的的延時，小車的的反應(yīng)時時間延遲遲不到00.5秒秒 穩(wěn)定性性：1）利用用無線路路由組建建局域網(wǎng)網(wǎng)，偶爾爾會不穩(wěn)穩(wěn)定，出出現(xiàn)自動動斷開連連接；2）小車車壁障穩(wěn)穩(wěn)定性良良好；3）小車車耗電比比較厲害害，所以以電池供供電不足足時會造造成單片片機或AARM復(fù)復(fù)位，嚴嚴重時系系統(tǒng)會崩崩潰。軟件配置置：1）安裝裝Ubuuntuu 9.102）安裝裝VLCC操縱步驟驟：1）啟動動小車的的主控板板和從控控板的電電源并插插上USSB攝像像頭。2）打開開無線路路由器，PC，小車的的WIFFI，構(gòu)構(gòu)建局域域網(wǎng)連接接，并測測試是否否連接成成

16、功。3）啟動動Ubuuntuu 9.10，VLCC，建立立好視頻頻監(jiān)控環(huán)環(huán)境4）打開開超級終終端，向向小車發(fā)發(fā)送命令令：0是是自主模模式，99是人工工模式，1是前前進，22是后退退，3是是左轉(zhuǎn)，4是右右轉(zhuǎn)，88是停止止。項目及課課程總結(jié)結(jié)項目總結(jié)結(jié)對產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量的評評價：此小車具具有高度度自主性性、高智智能、低低功耗且且價格低低廉等優(yōu)優(yōu)點，其其將在智智能樓宇宇、醫(yī)院院、商場場、圖書書館等場場所有廣廣泛的應(yīng)應(yīng)用前景景。對技術(shù)方方法的評評價：之前大家家基本上上都沒有有搞過這這方面的的技術(shù)，因此在在實踐過過程中走走了不少少彎路，浪費一一些時間間，大家家都積累累了很多多關(guān)于這這方面的的一些知知識，也也體

17、會到到文檔的的重要性性。問題分析析：智能性不不夠強，可在智智能識別別和算法法做進一一步研究究，并增增加相應(yīng)應(yīng)傳感器器作為輔輔助小車的運運動系統(tǒng)統(tǒng)存在缺缺陷，加加強對運運動系統(tǒng)統(tǒng)和對攝攝像頭的的控制，向工業(yè)業(yè)產(chǎn)品邁邁進，如如搜救機機器人增加人機機交互功功能，智智能娛樂樂產(chǎn)品增強控制制系統(tǒng)健健壯性，開發(fā)真真正的智智能無人人駕駛系系統(tǒng)經(jīng)驗與教教訓(xùn)：經(jīng)驗：學(xué)學(xué)習了嵌嵌入式llinuux開發(fā)發(fā)，并對對C編程程有了更更深刻的的理解。更加深深刻地體體會了團團隊之間間的協(xié)作作，溝通通。教訓(xùn)：時時間把握握的不好好，不能能在有限限的時間間內(nèi)合理理的分配配工作，到最后后有點敢敢任務(wù)的的感覺。5.2 課程總總結(jié)1）課程程設(shè)置很很合理，這是一一個優(yōu)秀秀的軟件件工程師師或項目目負責人人必須要要學(xué)好的的課程。2）任課課老師很很負責，上課的的風格幽幽默，在這種種課堂氛氛圍中，我可以以專心的的聽課并并思考。3）課后后作業(yè)和和實驗設(shè)設(shè)置很好好，可以以有效地地提高學(xué)學(xué)生對課課程的理理解深度度。4）溝通通環(huán)節(jié)如如果能以以“提高學(xué)學(xué)生主觀觀能動性性”的更好好的方法法實施出出來，我我想教學(xué)學(xué)效果會會更好。參考資料料1鄒鄒思鐵.嵌入式式Linnux設(shè)設(shè)計與應(yīng)應(yīng)用MM.北北京：清清華大學(xué)