多功能智能機(jī)器人-演示文稿

1基于車載自組網(wǎng)絡(luò)模式的小車互聯(lián)應(yīng)用開發(fā)姓名：龐仁學(xué)指導(dǎo)教師：孟寧2 此工程主要是利用現(xiàn)有技術(shù)和資源設(shè)計(jì)一款多功能智能小車，針對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的設(shè)計(jì)及導(dǎo)航與定位方法展開深入的研究，探討移動(dòng)機(jī)器人設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)航與定位方法的應(yīng)用等問(wèn)題。

簡(jiǎn)單介紹3只有站在巨人的肩上，才能看的更遠(yuǎn)此工程已經(jīng)在去年的軟件學(xué)院大賽中獲得一等獎(jiǎng)，我們是在前人的根底上對(duì)小車進(jìn)行完善^_^42021級(jí)學(xué)生作品展示

目前，關(guān)于移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的研究已成為機(jī)器人學(xué)領(lǐng)域一個(gè)充滿活力、具有挑戰(zhàn)性的前沿開展方向 智能機(jī)器人集信息技術(shù)中的傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)為一身，綜合了數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、機(jī)械、電子、材料、能源等眾多領(lǐng)域的科學(xué)和技術(shù)知識(shí)。學(xué)生在學(xué)習(xí)智能機(jī)器人的過(guò)程中，可以充分培養(yǎng)動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、綜合能力和協(xié)作能力。智能機(jī)器人內(nèi)容的開設(shè)將給信息技術(shù)學(xué)科的教學(xué)帶來(lái)新的活力。5工程背景

在國(guó)內(nèi)并沒有哪個(gè)大學(xué)或組織側(cè)重于研究智能移動(dòng)機(jī)器人間的通信。尤其在汽車行業(yè)越來(lái)越智能化的今天，把我們已有的導(dǎo)航機(jī)器人、視覺導(dǎo)航系統(tǒng)等等，通過(guò)無(wú)線自組網(wǎng)應(yīng)用到汽車通信領(lǐng)域顯得尤為重要。開發(fā)這樣一種網(wǎng)絡(luò)就需要6ad-hoc技術(shù)802.11p協(xié)議 不僅可以用于野外探險(xiǎn)，還可用于樓宇、倉(cāng)庫(kù)等一般場(chǎng)合，以及用于、礦井、防爆、毒氣泄漏等惡劣環(huán)境；實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)視頻采集及無(wú)線傳輸，可以方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)環(huán)境的遠(yuǎn)程監(jiān)控，在安防、交通、智能樓宇等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景；對(duì)于汽車行業(yè)飛速開展的今天，擁有私家車的人群越來(lái)越多，而防止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(dòng)傳送警告信息，減小了交通事故的發(fā)生率7設(shè)計(jì)目的891、PC通過(guò)ad-hoc網(wǎng)絡(luò)向小車發(fā)送控制命令到小車的控制中心〔單片機(jī)〕，控制中心控制步進(jìn)電機(jī)，從而控制小車的轉(zhuǎn)向和速度；2、小車在行走的過(guò)程中，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)避障，通過(guò)超聲波傳感器，把障礙物信息傳給單片機(jī)，單片機(jī)控制電機(jī)，使小車停止行走或倒退；3、前方小車遇到障礙物時(shí)，完成避障的同時(shí)，由單片機(jī)通過(guò)ad-hoc網(wǎng)絡(luò)傳給PC和另一輛小車，實(shí)現(xiàn)預(yù)警功能；10工程目標(biāo)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(jīng)過(guò)一定的視頻壓縮處理后，控制中心通過(guò)ad-hoc網(wǎng)絡(luò)把路況信息傳給PC；PC端解壓后，可以根據(jù)路況信息控制小車的動(dòng)作5、在PC上集成了控制軟件，并通過(guò)可視化窗口，能夠觀察采集回來(lái)的視頻信息，從而可以控制小車的動(dòng)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(shí)時(shí)采集周圍環(huán)境信息，將此數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)角度胧较到y(tǒng)中，嵌入式微處理器通過(guò)數(shù)據(jù)分析獲取有效數(shù)據(jù)，從而獲知小車與障礙物的相對(duì)位置，然后根據(jù)此位置信息產(chǎn)生控制信號(hào)，并將此信號(hào)通過(guò)接口發(fā)給單片機(jī)，單片時(shí)機(jī)產(chǎn)生PWM信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)來(lái)控制小車轉(zhuǎn)向，從而到達(dá)小車自主“行走〞的目的。13小車“行走〞系統(tǒng)是一個(gè)以傳感器信號(hào)為檢測(cè)量和反響量的閉環(huán)控制系統(tǒng)，其核心環(huán)節(jié)為數(shù)據(jù)分析和反響控制器，它們性能的好壞將直接關(guān)系到系統(tǒng)的優(yōu)劣，這也是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在14目前比較成熟的單片機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)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(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的考慮，本設(shè)計(jì)擬采用串行控制方式，此方式下單片機(jī)控制系統(tǒng)與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器之間只有兩條控制線。15根據(jù)小車的工作環(huán)境，采用四輪移動(dòng)平臺(tái)，其架構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好，且控制簡(jiǎn)單，每運(yùn)動(dòng)單位距離所消耗的能量較小，通常比履帶式和步進(jìn)式平臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度要快。小車采用四輪平臺(tái)，后兩輪為驅(qū)動(dòng)輪，驅(qū)動(dòng)小車前進(jìn)，前兩輪輪為轉(zhuǎn)向輪，負(fù)責(zé)小車轉(zhuǎn)向。這種結(jié)構(gòu)的小車也被成為汽車式結(jié)構(gòu)移動(dòng)小車。攝像頭通過(guò)GPIO口和開發(fā)板相連接；電機(jī)電池用來(lái)給兩個(gè)電機(jī)供電，蓄電池給控制主板和單片機(jī)電路板供電；后輪由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可進(jìn)行調(diào)速；前輪為轉(zhuǎn)向輪，由舵機(jī)驅(qū)動(dòng)，其輸出為扭矩，可使得前輪轉(zhuǎn)向16軟件設(shè)計(jì)包括：嵌入式操作系統(tǒng)、外設(shè)驅(qū)動(dòng)程序及應(yīng)用軟件。智能小車的嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)和一般計(jì)算機(jī)軟件在開發(fā)環(huán)境、功能實(shí)現(xiàn)上有許多不同，其設(shè)計(jì)時(shí)必須與硬件設(shè)計(jì)協(xié)同17軟件實(shí)現(xiàn)BSP層：即板級(jí)支持包bootloader程序，它負(fù)責(zé)載入Linux操作系統(tǒng)，在ARM9系統(tǒng)中采用vivi程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。硬件驅(qū)動(dòng)成：系統(tǒng)中的每各驅(qū)動(dòng)模塊負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的硬件，驅(qū)動(dòng)模塊提供統(tǒng)一的上層調(diào)用接口。操作系統(tǒng)層：嵌入式操作系統(tǒng)是整個(gè)軟件系統(tǒng)的核心局部，采用的是ARM-Linux2.6內(nèi)核。應(yīng)用程序?qū)樱河捎脩艟帉?，完成?yīng)用功能，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(jī)通信的過(guò)程，我們采用的是Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)〔無(wú)線自組網(wǎng)〕，需要用到IEEE1609.4和802.11p協(xié)議，這在國(guó)際上是一門比較新穎的技術(shù)，此協(xié)議是專門用在汽車電子應(yīng)用上的，將于2021年11月份正式成為標(biāo)準(zhǔn)。22可能的難點(diǎn)2021-10-18至2021-10-25文獻(xiàn)調(diào)研2021-10-26至2021-10-30理論分析2021-11-1至2021-11-30撰寫開題報(bào)告及辯論P(yáng)PT、開題報(bào)告等相關(guān)開題資料2021-12-1至2021-1-20確定總體框架，完成硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)、小車主控板及外圍功能模塊2021-3-1至2021-3-10搭建智能小車平臺(tái)2021-3-11至2021-4-1完成各功能模塊驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)與調(diào)試、小車可以自主“行走〞，實(shí)現(xiàn)較好的避障功能23工作進(jìn)度2021-4-2至2021-4-10應(yīng)用程序設(shè)計(jì)1、視頻采集及無(wú)線實(shí)時(shí)視頻傳輸，通過(guò)小車采集