機(jī)器人課程結(jié)課總結(jié)報告

--可編輯可編輯-可編輯課程結(jié)課總結(jié)報告課程名稱：機(jī)器人的制作實(shí)驗(yàn)一基于arduino控制器的輪式機(jī)器人循跡避障功能設(shè)計實(shí)驗(yàn)二應(yīng)變式傳感器電子秤實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三基于C51單片機(jī)控制器的輪式機(jī)器人電機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)四基于ARM控制器的博創(chuàng)平臺輪式機(jī)器人循跡避障功能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)五攝像頭實(shí)現(xiàn)輪式機(jī)器人循跡功能的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)六應(yīng)用卓越聯(lián)盟實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行設(shè)計和實(shí)現(xiàn)作品說明指導(dǎo)教師許曉飛系別機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)機(jī)械電子工程學(xué)生姓名鄧銀濤班級/學(xué)號機(jī)電1401/2014010339成績

實(shí)驗(yàn)一基于ardunio控制器的輪式機(jī)器人循跡避障功能設(shè)計實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解ardunio平臺，并熟練使用此軟件完成小車的各種活動2.了解HC-SR04超聲波測距模塊的原理，并且熟練使用此模塊作為小車的傳感器進(jìn)行工作3.了解并且熟悉紅外線傳感器循跡原理實(shí)驗(yàn)器材：Adrunio軟件，超聲波傳感器，紅外線傳感器，導(dǎo)線，底板，電機(jī)，電池，單片機(jī)等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1.將硬件組裝成小車，即輪式機(jī)器人2.利用ardunio使小車完成循跡功能步驟：（1）寫好后綴為.txt的c語言循跡文件（2）將文件導(dǎo)入單片機(jī)中（3）根據(jù)具體路況，運(yùn)行并且進(jìn)行調(diào)試紅外線傳感器的靈敏程度3.利用ardunio使小車完成避障功能步驟：（1）寫好后綴為.txt的c語言避障文件（2）將文件導(dǎo)入單片機(jī)中（3）運(yùn)行并且進(jìn)行調(diào)試小車躲避障礙物的距離實(shí)驗(yàn)程序1.循跡程序：小車循跡程序思路圖#include<Servo.h>intLeft_motor_back=8;//左電機(jī)后退(IN1)intLeft_motor_go=9;//左電機(jī)前進(jìn)(IN2)intRight_motor_go=10;//右電機(jī)前進(jìn)(IN3)intRight_motor_back=11;//右電機(jī)后退(IN4)intkey=7;//定義按鍵數(shù)字7接口constintSensorRight=3; //右循跡紅外傳感器(P3.2OUT1)constintSensorLeft=4; //左循跡紅外傳感器(P3.3OUT2)intSL;//左循跡紅外傳感器狀態(tài)intSR;//右循跡紅外傳感器狀態(tài)voidsetup(){//初始化電機(jī)驅(qū)動IO為輸出方式pinMode(Left_motor_go,OUTPUT);//PIN8(PWM)pinMode(Left_motor_back,OUTPUT);//PIN9(PWM)pinMode(Right_motor_go,OUTPUT);//PIN10(PWM)pinMode(Right_motor_back,OUTPUT);//PIN11(PWM)pinMode(key,INPUT);//定義按鍵接口為輸入接口pinMode(SensorRight,INPUT);//定義右循跡紅外傳感器為輸入pinMode(SensorLeft,INPUT);//定義左循跡紅外傳感器為輸入}voidrun(inttime)//前進(jìn)voidrun(){digitalWrite(Right_motor_go,HIGH);//右電機(jī)前進(jìn)digitalWrite(Right_motor_back,LOW);analogWrite(Right_motor_go,255);//PWM比例0~255調(diào)速analogWrite(Right_motor_back,0);digitalWrite(Left_motor_go,HIGH);//左電機(jī)前進(jìn)digitalWrite(Left_motor_back,LOW);analogWrite(Left_motor_go,255);//PWM比例0~255調(diào)速analogWrite(Left_motor_back,0);//delay(time*50);//執(zhí)行時間，可以調(diào)整}//voidleft(inttime)//左轉(zhuǎn)(左輪不動，右輪前進(jìn))voidleft(){digitalWrite(Right_motor_go,HIGH); //右電機(jī)前進(jìn)digitalWrite(Right_motor_back,LOW);analogWrite(Right_motor_go,200);analogWrite(Right_motor_back,0);//PWM比例0~255調(diào)速digitalWrite(Left_motor_go,LOW);//左輪后退digitalWrite(Left_motor_back,LOW);analogWrite(Left_motor_go,0);analogWrite(Left_motor_back,100);//PWM比例0~255調(diào)速//delay(time*50); //執(zhí)行時間，可以調(diào)整}voidright(inttime)//右轉(zhuǎn)(右輪不動，左輪前進(jìn))voidright(){digitalWrite(Right_motor_go,LOW);//右電機(jī)后退digitalWrite(Right_motor_back,LOW);analogWrite(Right_motor_go,0);analogWrite(Right_motor_back,100);//PWM比例0~255調(diào)速digitalWrite}2.避障程序：charL1=9;//zhengcharL2=8;charR1=10;//zhengcharR2=11;intechopin=13;inttrigpin=12;voidsetup()//初始化動作的區(qū)塊，定義串行端口和腳位{pinMode(echopin,INPUT);//pwmpinMode(trigpin,OUTPUT);}voidloop()//版子重復(fù)執(zhí)行動作的區(qū)塊{intcurrDist;longrandnumber;currDist=MeasureDistance();//讀取前端距離delay(5);if(currDist>10){straight();}if(currDist<=10){randomSeed(analogRead(0));randnumber=random(0,10);if(randnumber>5){back();delay(1000);turnright();delay(800);}else{back();delay(1000);turnleft();delay(800);}}}intMeasureDistance(){digitalWrite(trigpin,LOW);delay(2);digitalWrite(trigpin,HIGH);delay(10);digitalWrite(trigpin,LOW);intdistance=pulseIn(echopin,HIGH);distance=distance/58.0;//計算距離344*100/1000000*pulseIn()/2delay(60);//循環(huán)間隔60uSreturn(distance);}voidstraight(){analogWrite(L1,100);//2550zhengzhuananalogWrite(L2,0);analogWrite(R1,100);//2550zhengzhuananalogWrite(R2,0);}voidturnright(){analogWrite(L1,100);//2550zhengzhuananalogWrite(L2,0);analogWrite(R1,0);//2550zhengzhuananalogWrite(R2,0);}voidturnleft(){analogWrite(L1,0);//2550zhengzhuananalogWrite(L2,0);analogWrite(R1,100);//2550zhengzhuananalogWrite(R2,0);}voidback(){analogWrite(L1,0);//2550zhengzhuananalogWrite(L2,100);analogWrite(R1,0);//2550zhengzhuananalogWrite(R2,100);}實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題及解決辦法循跡中：1.電機(jī)速度差異控制：發(fā)現(xiàn)左右輪寫入同一數(shù)值時，小車行進(jìn)方向偏離直線，——對左右兩輪寫入不同數(shù)值，多次測試，指導(dǎo)左右輪速度相等。2.電機(jī)驅(qū)動器給arduino供電出現(xiàn)問題，改用充電寶給arduino供電，直接從gnd和5v輸出腳給電機(jī)驅(qū)動器供電3.一個電機(jī)有兩根信號輸入線，一根控制正轉(zhuǎn)，一根控制反轉(zhuǎn)。兩個輪子一起測轉(zhuǎn)地眼暈，容易出錯。避障中：1.超聲裝置避障距離的確定——將HC-SR04超聲波避障程序中數(shù)值改短，提高避障靈敏性2.硬件的安裝：超聲裝置無法固定——曾嘗試過用膠帶，廢舊車輪等但不理想，并未得到很好的解決實(shí)驗(yàn)結(jié)果小車可以成功的進(jìn)行循跡和避障實(shí)驗(yàn)二電子秤實(shí)驗(yàn)一單臂實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理源碼：axis([0200050])coords=[020406080100120140160180200;02.85.17.59.912.414.817.219.622.024.6]gridholdplot(coords(1,:),coords(2,:),'*')x=coords(1,:)y=coords(2,:)'b=size(coords)c=ones(1,b(2))MT=[c;x]M=MT'f=inv(MT*M)*MT*y['y=',num2str(f(2)),'x+',num2str(f(1))]x=-max(x)：max(x)y=f(1)+f(2)*xmistake=max(x-y)/(max(y)-min(y));fprintf('電阻傳感器的系數(shù)靈敏度S=%5.3f%%\n',abs(f(2)))fprintf('非線性誤差f=%5.3f%%\n',mistake)plot(x,y,'--')xlabel('x/g')ylabel('V/mv')title('單臂實(shí)驗(yàn)')legend(['y=',num2str(f(2)),'x+',num2str(f(1))])Matlab處理結(jié)果電阻傳感器的系數(shù)靈敏度S=0.122%非線性誤差f=3.607%半橋?qū)嶒?yàn)源碼：axis([0200050])coords=[020406080100120140160180200;04.08.813.718.623.518.433.238.243.147.9]gridholdplot(coords(1,:),coords(2,:),'*')x=coords(1,:)y=coords(2,:)'b=size(coords)c=ones(1,b(2))MT=[c;x]M=MT'f=inv(MT*M)*MT*y['y=',num2str(f(2)),'x+',num2str(f(1))]x=-max(x)：max(x)y=f(1)+f(2)*xmistake=max(x-y)/(max(y)-min(y));fprintf('電阻傳感器的系數(shù)靈敏度S=%5.3f%%\n',abs(f(2)))fprintf('非線性誤差f=%5.3f%%\n',mistake)plot(x,y,'--')xlabel('x/g')ylabel('V/mv')title('半橋?qū)嶒?yàn)')legend(['y=',num2str(f(2)),'x+',num2str(f(1))])Matlab處理結(jié)果電阻傳感器的系數(shù)靈敏度S=0.238%非線性誤差f=1.615%全橋?qū)嶒?yàn)源碼：axis([02000100])coords=[020406080100120140160180200;07.415.323.130.938.846.754.662.670.578.4]gridholdplot(coords(1,:),coords(2,:),'*')x=coords(1,:)y=coords(2,:)'b=size(coords)c=ones(1,b(2))MT=[c;x]M=MT'f=inv(MT*M)*MT*y['y=',num2str(f(2)),'x+',num2str(f(1))]x=-max(x)：max(x)y=f(1)+f(2)*xmistake=max(x-y)/(max(y)-min(y));fprintf('電阻傳感器的系數(shù)靈敏度S=%5.3f%%\n',abs(f(2)))fprintf('非線性誤差f=%5.3f%%\n',mistake)plot(x,y,'--')xlabel('x/g')ylabel('V/mv')title('全橋?qū)嶒?yàn)')legend(['y=',num2str(f(2)),'x+',num2str(f(1))])Matlab數(shù)據(jù)處理電阻傳感器的系數(shù)靈敏度S=0.393%非線性誤差f=0.774%實(shí)驗(yàn)三基于C51單片機(jī)控制器的輪式機(jī)器人電機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私釶WM波控制電機(jī)的原理?；贑51單片機(jī)利用PWM波控制電機(jī)。實(shí)驗(yàn)器材C51單片機(jī)、L298N驅(qū)動芯片、直流電機(jī)、杜邦線、普通導(dǎo)線、keil軟件、STC下載器、示波器實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用keil新建一個“.c”文件，編寫程序并對程序進(jìn)行調(diào)試。將程序燒錄進(jìn)單片機(jī)內(nèi)。進(jìn)行硬件連接C51引腳如圖所示：L298N引腳如圖所示：用單片通過P1.0、P1.1和L298的第一對輸入端IN1和IN2相連，然后又L298的第一對輸出端OUT1和OUT2與直流電機(jī)相連；單片通過P1.5、P1.6和L298的第二對輸入端IN3和IN4相連，然后又L298的第二對輸出端OUT3和OUT4與直流電機(jī)相連。給單片機(jī)上電。用示波器觀察波形。程序內(nèi)容1、PWM波控制電機(jī)啟動#include"reg51.h"#include"intrins.h"#defineFOSC11059200LtypedefunsignedcharBYTE;typedefunsignedintWORD;voiddelay_ms(intx);/*DeclareSFRassociatedwiththePCA*/sfrCCON=0xD8;//PCAcontrolregistersbitCCF0=CCON^0;//PCAmodule-0interruptflagsbitCCF1=CCON^1;//PCAmodule-1interruptflagsbitCR=CCON^6;//PCAtimerruncontrolbitsbitCF=CCON^7;//PCAtimeroverflowflagsfrCMOD=0xD9;//PCAmoderegistersfrCL=0xE9;//PCAbasetimerLOWsfrCH=0xF9;//PCAbasetimerHIGHsfrCCAPM0=0xDA;//PCAmodule-0moderegistersfrCCAP0L=0xEA;//PCAmodule-0captureregisterLOWsfrCCAP0H=0xFA;//PCAmodule-0captureregisterHIGHsfrCCAPM1=0xDB;//PCAmodule-1moderegistersfrCCAP1L=0xEB;//PCAmodule-1captureregisterLOWsfrCCAP1H=0xFB;//PCAmodule-1captureregisterHIGHsfrPCAPWM0=0xf2;sfrPCAPWM1=0xf3;sbitIN1=P1^0; sbitIN2=P1^1;sbitIN3=P1^5; sbitIN4=P1^6;voidmain(){CCON=0;//InitialPCAcontrolreCL=0;//ResetPCAbasetimerCH=0;CMOD=0x02;//SetPCAtimerclocksourceasFosc/2CR=1;//PCAtimerstartrunwhile(1) { inti; IN1=0;IN2=1;IN3=0;IN4=1; for(i=100;i>=0;i--) { CCAP0H=CCAP0L=i;//PWM0portoutput50%dutycyclesquarewave CCAPM0=0x42;//PCAmodule-0workin8-bitPWMmodeandnoPCAinterrupt CCAP1H=CCAP1L=i; CCAPM1=0x42;delay_ms(100); } for(i=0;i<=100;i++) { CCAP0H=CCAP0L=i;//PWM0portoutput50%dutycyclesquarewave CCAPM0=0x42;//PCAmodule-0workin8-bitPWMmodeandnoPCAinterrupt CCAP1H=CCAP1L=i; CCAPM1=0x42;delay_ms(100); } IN1=1;IN2=0;IN3=1;IN4=0; for(i=100;i>=0;i--) { CCAP0H=CCAP0L=i;//PWM0portoutput50%dutycyclesquarewave CCAPM0=0x42;//PCAmodule-0workin8-bitPWMmodeandnoPCAinterrupt CCAP1H=CCAP1L=i; CCAPM1=0x42;delay_ms(100); } for(i=0;i<=100;i++) { CCAP0H=CCAP0L=i;//PWM0portoutput50%dutycyclesquarewave CCAPM0=0x42;//PCAmodule-0workin8-bitPWMmodeandnoPCAinterrupt CCAP1H=CCAP1L=i; CCAPM1=0x42;delay_ms(100); }}}voiddelay_ms(intx){ inty; for(;x>0;x--) for(y=0;y<1000;y++);}控制方向#include"reg51.h"#include"intrins.h"#defineFOSC11059200LtypedefunsignedcharBYTE;typedefunsignedintWORD;sbitIN1=P1^0;sbitIN2=P1^1;voidmain(){IN1=0;IN2=1;}PWM波對電機(jī)調(diào)速#include"reg51.h"#include"intrins.h"#defineFOSC11059200LtypedefunsignedcharBYTE;typedefunsignedintWORD;/*DeclareSFRassociatedwiththePCA*/sfrCCON=0xD8;//PCAcontrolregistersbitCCF0=CCON^0;//PCAmodule-0interruptflagsbitCCF1=CCON^1;//PCAmodule-1interruptflagsbitCR=CCON^6;//PCAtimerruncontrolbitsbitCF=CCON^7;//PCAtimeroverflowflagsfrCMOD=0xD9;//PCAmoderegistersfrCL=0xE9;//PCAbasetimerLOWsfrCH=0xF9;//PCAbasetimerHIGHsfrCCAPM0=0xDA;//PCAmodule-0moderegistersfrCCAP0L=0xEA;//PCAmodule-0captureregisterLOWsfrCCAP0H=0xFA;//PCAmodule-0captureregisterHIGHsfrCCAPM1=0xDB;//PCAmodule-1moderegistersfrCCAP1L=0xEB;//PCAmodule-1captureregisterLOWsfrCCAP1H=0xFB;//PCAmodule-1captureregisterHIGHsfrPCAPWM0=0xf2;sfrPCAPWM1=0xf3;voidmain(){CCON=0;//InitialPCAcontrolregisterCL=0;//ResetPCAbasetimerCH=0;CMOD=0x02;//SetPCAtimerclocksourceasFosc/2CCAP0H=CCAP0L=0x80;//PWM0portoutput50%dutycyclesquarewaveCCAPM0=0x42;//PCAmodule-0workin8-bitPWMmodeandnoPCAinterruptCCAP1H=CCAP1L=0xff;//PWM1portoutput0%dutycyclesquarewavePCAPWM1=0x03;CCAPM1=0x42;//PCAmodule-1workin8-bitPWMmodeandnoPCAinterruptCR=1;//PCAtimerstartrunwhile(1);}五、實(shí)驗(yàn)心得本次實(shí)驗(yàn)中我學(xué)會用軟件來延時實(shí)現(xiàn)PWM的輸出，從而實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的控制。實(shí)驗(yàn)四基于ARM控制的博創(chuàng)平臺輪式機(jī)器人循跡蔽障功能實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私釴orthStar平臺，并熟練使用此軟件完成小車的各種活動了解RobotServoTerminal機(jī)器人舵機(jī)調(diào)試系統(tǒng)并掌握使用了解并且熟悉灰度傳感器循跡原理實(shí)驗(yàn)材料ARM控制器灰度傳感器紅外探測器舵機(jī)電機(jī)等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容小車硬件的組裝蔽障功能的實(shí)現(xiàn)循跡功能的實(shí)現(xiàn)循跡功能的實(shí)現(xiàn)NorthStar循跡程序#include"Apps/SystemTask.h"uint8SERVO_MAPPING[4]={1,2,3,4};intmain(){intlgray=0;intrgray=0;MFInit();MFInitServoMapping(&SERVO_MAPPING[0],4);MFSetPortDirect(0x00000FF8);MFSetServoMode(1,1);MFSetServoMode(2,1);MFSetServoMode(3,1);MFSetServoMode(4,1);while(1){lgray=MFGetAD(0);rgray=MFGetAD(1);//右偏if((lgray<=460)&&(rgray>=350)){//左轉(zhuǎn)MFSetServoRotaSpd(1,-512);MFSetServoRotaSpd(2,-512);MFSetServoRotaSpd(3,-512);MFSetServoRotaSpd(4,-512);MFServoAction();DelayMS(400);}else{//左偏if((lgray>=460)&&(rgray<=350)){//右轉(zhuǎn)MFSetServoRotaSpd(1,512);MFSetServoRotaSpd(2,512);MFSetServoRotaSpd(3,512);MFSetServoRotaSpd(4,512);MFServoAction();DelayMS(400);}else{//meipianif((lgray>=460)&&(rgray>=350)){MFSetServoRotaSpd(1,-512);MFSetServoRotaSpd(2,512);MFSetServoRotaSpd(3,-512);MFSetServoRotaSpd(4,512);MFServoAction();DelayMS(400);}else{MFSetServoRotaSpd(1,0);MFSetServoRotaSpd(2,0);MFSetServoRotaSpd(3,0);MFSetServoRotaSpd(4,0);MFServoAction();DelayMS(100);}}}}}蔽障功能的實(shí)現(xiàn)程序#include"Apps/SystemTask.h"uint8SERVO_MAPPING[5]={1,2,3,4,5};intmain(){intio0=0;intio1=0;MFInit();MFInitServoMapping(&SERVO_MAPPING[0],5);MFSetPortDirect(0x00000FFC);MFSetServoMode(1,1);MFSetServoMode(2,1);MFSetServoMode(3,1);MFSetServoMode(4,1);MFSetServoMode(5,0);while(1){io0=MFGetDigiInput(0);io1=MFGetDigiInput(1);if((io0==1)&&(io1==1)){MFSetServoRotaSpd(1,1023);MFSetServoRotaSpd(2,-1023);MFSetServoRotaSpd(3,1023);MFSetServoRotaSpd(4,-1023);MFSetServoPos(5,512,512);MFServoAction();DelayMS(500);}else{if(io0==0){//后退MFSetServoRotaSpd(1,-512);MFSetServoRotaSpd(2,512);MFSetServoRotaSpd(3,-512);MFSetServoRotaSpd(4,512);MFSetServoPos(5,512,512);MFServoAction();DelayMS(1000);//右轉(zhuǎn)MFSetServoRotaSpd(1,512);MFSetServoRotaSpd(2,512);MFSetServoRotaSpd(3,512);MFSetServoRotaSpd(4,512);MFSetServoPos(5,512,512);MFServoAction();DelayMS(2000);}else{//后退MFSetServoRotaSpd(1,-512);MFSetServoRotaSpd(2,512);MFSetServoRotaSpd(3,-512);MFSetServoRotaSpd(4,512);MFSetServoPos(5,512,512);MFServoAction();DelayMS(1000);//左轉(zhuǎn)MFSetServoRotaSpd(1,-512);MFSetServoRotaSpd(2,-512);MFSetServoRotaSpd(3,-512);MFSetServoRotaSpd(4,-512);MFSetServoPos(5,512,512);MFServoAction();DelayMS(2000);}}}}實(shí)驗(yàn)中遇到的問題以及解決方案1、NorthStar編程完成后下載時遇到的問題解決方案及拓展步驟（1）打開NorthStar軟件點(diǎn)擊幫助（3）點(diǎn)擊幫助主題（4）點(diǎn)開附錄以及里邊的常見問題及解決將出現(xiàn)一些列常見問題（5）點(diǎn)擊遇到的問題，按照操作步驟即可解決環(huán)境對灰度傳感器影響較大，賽道多次取點(diǎn)進(jìn)行傳感器灰度值測量，之后修改程序內(nèi)AD值條件。（1）用NorthStar打開循跡的程序（2）打開工具菜單下的查詢傳感器出現(xiàn)傳感器頁面，調(diào)整好下載模式以及端口的設(shè)置，點(diǎn)擊啟動服務(wù)（4）完成之后調(diào)整好查詢數(shù)據(jù)模式電機(jī)查詢AD，會在相應(yīng)AD口內(nèi)看到數(shù)據(jù)的變化。（5）測完后取黑線與地面值的中間值調(diào)整if條件。實(shí)驗(yàn)拓展將紅外蔽障功能，以及灰度傳感器巡線功能同時裝在小車上，通過一個自制紅外開關(guān)來控制小車的程序選擇。程序#include"Apps/SystemTask.h"uint8SERVO_MAPPING[4]={1,2,3,4};intmain(){intlgray=0;intyou=0;intkey=0;intrgray=0;intzuo=0;MFInit();MFInitServoMapping(&SERVO_MAPPING[0],4);MFSetPortDirect(0x00000FF8);MFSetServoMode(1,1);MFSetServoMode(2,1);MFSetServoMode(3,1);MFSetServoMode(4,1);while(1){MFGetDigiInput(0);if(key==0){MFGetDigiInput(1);MFGetDigiInput(2);if((zuo==1)&&(you==1)){//前進(jìn)MFSetServoRotaSpd(1,-512);MFSetServoRotaSpd(2,512);MFSetServoRotaSpd(3,-512);MFSetServoRotaSpd(4,512);MFServoAction();DelayMS(1000);}else{if(you==0){//后退MFSetServoRotaSpd(1,512);MFSetServoRotaSpd(2,-512);MFSetServoRotaSpd(3,512);MFSetServoRotaSpd(4,-512);MFServoAction();DelayMS(400);//左轉(zhuǎn)MFSetServoRotaSpd(1,-512);MFSetServoRotaSpd(2,-512);MFSetServoRotaSpd(3,-512);MFSetServoRotaSpd(4,-512);MFServoAction();DelayMS(400);}else{//后退MFSetServoRotaSpd(1,512);MFSetServoRotaSpd(2,-512);MFSetServoRotaSpd(3,512);MFSetServoRotaSpd(4,-512);MFServoAction();DelayMS(400);//右轉(zhuǎn)MFSetServoRotaSpd(1,512);MFSetServoRotaSpd(2,512);MFSetServoRotaSpd(3,512);MFSetServoRotaSpd(4,512);MFServoAction();DelayMS(400);}}}else{lgray=MFGetAD(0);rgray=MFGetAD(1);//右偏if((lgray<=460)&&(rgray>=350)){//左轉(zhuǎn)MFSetServoRotaSpd(1,-512);MFSetServoRotaSpd(2,-512);MFSetServoRotaSpd(3,-512);MFSetServoRotaSpd(4,-512);MFServoAction();DelayMS(400);}else{//左偏if((lgray>=460)&&(rgray<=350)){//右轉(zhuǎn)MFSetServoRotaSpd(1,512);MFSetServoRotaSpd(2,512);MFSetServoRotaSpd(3,512);MFSetServoRotaSpd(4,512);MFServoAction();DelayMS(400);}else{//meipianif((lgray>=460)&&(rgray>=350)){MFSetServoRotaSpd(1,-512);MFSetServoRotaSpd(2,512);MFSetServoRotaSpd(3,-512);MFSetServoRotaSpd(4,512);MFServoAction();DelayMS(400);}else{MFSetServoRotaSpd(1,0);MFSetServoRotaSpd(2,0);MFSetServoRotaSpd(3,0);MFSetServoRotaSpd(4,0);MFServoAction();DelayMS(100);}}}}}}通過本次實(shí)驗(yàn)對NorthStar熟練掌握，進(jìn)而對今后使用博創(chuàng)平臺實(shí)現(xiàn)視覺系統(tǒng)等一系列功能掌握。實(shí)驗(yàn)五攝像頭實(shí)現(xiàn)輪式機(jī)器人電機(jī)控制系統(tǒng)一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解OpenCv的使用方法，并以此為平臺實(shí)現(xiàn)基于OpenCv攝像頭巡線小車的制作2.掌握基于HSV顏色模型的圖像閾值分割算法3.使用OpenCv圖像去噪相關(guān)算法：膨脹腐蝕濾波等4.掌握串口通訊，并實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與Arduino以藍(lán)牙模塊為載體通訊二．實(shí)驗(yàn)器材OpenCv，HC-05主從一體藍(lán)牙模塊，Arduino,小車底盤，usb攝像頭實(shí)驗(yàn)內(nèi)容三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.HSV顏色模型HSV(Hue-Saturation-Value)，色相（H）是色彩的基本屬性，就是平常所說的顏色名稱，如紅色，黃色等；飽和度（S）是色彩的純度，越高色彩越純，低則逐漸變灰；明度（V），指色彩的亮度。HSV以人類更熟悉的方式封裝了關(guān)于顏色的信息：“這是什么顏色？深淺如何？明暗如何？”HSV把顏色描述為在圓柱坐標(biāo)系的點(diǎn)，這個圓柱的中心軸取值為自底部的黑色到頂部的白色，而在它們中間是灰色；繞這個軸的角度對應(yīng)色相，取值范圍0—360°，到這個軸的距離對應(yīng)飽和度，取值范圍0.0—1.0，而沿這個軸的高度對應(yīng)亮度，取值范圍0（黑色）—1.0（白色）。2.閾值分割策略閾值化的基本思想是：給定一個數(shù)組和一個閾值，然后根據(jù)數(shù)組中的每個元素的值是低于還是高于閾值而進(jìn)行一些處理。:檢查源圖像的每一個像素點(diǎn)的范圍。在下限和上限之間的像素點(diǎn)，被置為255；否則置0。即感興趣區(qū)域?yàn)榘咨桓信d趣區(qū)域全為黑色。受光照影響，不同時刻表示同一顏色的空間模型取值不同。因此在圖像處理之前先手動標(biāo)定圖像，把合適的H,S,V取值范圍輸出到文本文件里，供后續(xù)處理讀取。3.圖像去噪分割得到二值化圖像之后，可以很明顯看到圖中仍然有很多細(xì)微的點(diǎn)噪聲存在，而且目標(biāo)內(nèi)部出現(xiàn)空洞，周圍存在毛刺，所以需要對噪聲進(jìn)行進(jìn)一步處理，下面介紹濾出噪聲的常用方法。3.1膨脹膨脹是將與物體接觸的所有背景點(diǎn)合并到該物體中，使邊界向外部擴(kuò)張的過程?？梢杂脕硖钛a(bǔ)物體中的空洞。膨脹的算法：用3X3的結(jié)構(gòu)元素，掃描圖像的每一個像素；用結(jié)構(gòu)元素與其覆蓋的二值圖像做“與”操作；如果都為0，結(jié)果圖像的該像素為0，否則為1；結(jié)果使二值圖像擴(kuò)大一圈。函數(shù)這個函數(shù)膨脹源圖像，存儲結(jié)果到目標(biāo)圖像。參數(shù)詳解：源圖像，圖像通道的數(shù)量是任意的，但圖像深度應(yīng)為CV_8U,CV_16U,CV_16S,CV_32F或CV_64F。目標(biāo)圖像，尺寸和類型與源圖像相同膨脹操作核。若為NULL時，表示是使用參考點(diǎn)位于中心3x3的核。一般使用函數(shù)配合參數(shù)使用。函數(shù)會返回指定形狀和尺寸的結(jié)構(gòu)元素（內(nèi)核矩陣）。其中函數(shù)的第一個參數(shù)表示內(nèi)核的形狀，如下：矩形：MORPH_RECT交叉形：MORPH_CROSS橢圓形：MORPH_ELLIPSE錨的位置，默認(rèn)值（-1，-1），表示錨位于中心迭代使用erode()函數(shù)的次數(shù)，默認(rèn)值為1用于推斷圖像外部像素的某種邊界模式，默認(rèn)值：BORDER_DEFAULT使用erode函數(shù)時，一般我們只需要設(shè)置前三個參數(shù)，后面四個參數(shù)都有默認(rèn)值。例：3.2腐蝕腐蝕是一種消除邊界點(diǎn)，使邊界向內(nèi)收縮的過程?？梢杂脕硐《鵁o意義的物體。腐蝕的算法：用3x3結(jié)構(gòu)元素，掃描圖像的每一個像素；用結(jié)構(gòu)元素與其覆蓋的二值圖像做“與”操作；如果都為1，結(jié)果圖像該像素為1，否則為0；結(jié)果使二值圖像減小一圈。4.串口通訊串口通信（SerialCommunications）的概念非常簡單，串口按位（bit）發(fā)送和接收字節(jié)。盡管比按字節(jié)（byte）的并行通信慢，但是串口可以在使用一根線發(fā)送數(shù)據(jù)的同時用另一根線接收數(shù)據(jù)。它很簡單并且能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。串口進(jìn)行通信的方式有兩種：同步通信方式和異步通信方式。同步通信方式要求通信雙方以相同的時鐘頻率進(jìn)行，而且準(zhǔn)確協(xié)調(diào)，通過共享一個單個時鐘或定時脈沖源保證發(fā)送方和接收方的準(zhǔn)確同步，效率較高；異步通信方式不要求雙方同步，收發(fā)方可采用各自的時鐘源，雙方遵循異步的通信協(xié)議，以字符為數(shù)據(jù)傳輸單位，發(fā)送方傳送字符的時間間隔不確定，發(fā)送效率比同步傳送效率低。4.1串口通訊過程4.2串口通訊重要函數(shù)（1）（2）DCB結(jié)構(gòu)包含了串口的各項(xiàng)參數(shù)設(shè)置,下面僅介紹幾個該結(jié)構(gòu)常用的變量4.HC-05藍(lán)牙一體化模塊HC-05嵌入式藍(lán)牙串口通訊模塊（以下簡稱模塊）具有兩種工作模式：命令響應(yīng)工作模式和自動連接工作模式，在自動連接工作模式下模塊又可分為主（Master）、從lave）和回環(huán)（Loopback）三種工作角色。當(dāng)模塊處于自動連接工作模式時，將自動根據(jù)事先設(shè)定的方式連接的數(shù)據(jù)傳輸；當(dāng)模塊處于命令響應(yīng)工作模式時能執(zhí)行下述所有AT命令，用戶可向模塊發(fā)送各種AT指令，為模塊設(shè)定控制參數(shù)或發(fā)布控制命令。通過控制模塊外部引腳（PIO11）輸入電平，可以實(shí)現(xiàn)模塊工作狀態(tài)的動態(tài)轉(zhuǎn)換。實(shí)驗(yàn)成果四．實(shí)驗(yàn)心得通過這個實(shí)驗(yàn)嘗試并學(xué)習(xí)了以前只聽過沒做過的東西，在做的過程中遇到很多問題，但都在與同學(xué)的討論下找到了解決方法。在調(diào)試藍(lán)牙模塊時不能進(jìn)入AT模式，被這個問題絆了兩個晚上；給電腦裝了藍(lán)牙驅(qū)動后，卻不能連接到藍(lán)牙模塊，一直認(rèn)為是驅(qū)動裝錯了，后來用手機(jī)測試成功連接上了，意識到是電腦有問題；巡線時小車突然動不了了，一開始認(rèn)為是電機(jī)或驅(qū)動壞了，后面才知道是因?yàn)榭刂品椒ú划?dāng)使電機(jī)在下次啟動時進(jìn)入死區(qū)，后來改進(jìn)為PWM控制；這是非常有意義的一次實(shí)驗(yàn)課。實(shí)驗(yàn)六應(yīng)用卓越聯(lián)盟實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行設(shè)計和實(shí)現(xiàn)作品說明1.Protell99SE的使用及電路板的雕刻一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解Protell99se的使用方法，并以此為平臺設(shè)計電路板2.了解將原理圖轉(zhuǎn)化為雕刻機(jī)所需的輸出格式，并運(yùn)用雕刻機(jī)制作出自己獨(dú)有的電路板二.實(shí)驗(yàn)器材Pretell99se設(shè)計軟件，電路原理圖，pcb電路板雕刻機(jī)等三.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容將Protell99軟件安裝進(jìn)電腦查看所給文件的電路圖設(shè)計出自己組獨(dú)有的pcb電路板將電路板雕刻出來Protell99制作原理圖庫的方法將元件庫文件和原理圖文件放在同一個設(shè)計中在原理圖所在的設(shè)計數(shù)據(jù)庫文件夾下新建一個原理圖庫文件，取名為mylibrary。名字可任取。打開原理圖庫文件，默認(rèn)狀態(tài)下此庫文件里已經(jīng)存在一個名為component_1的元件選擇繪圖工具框中的繪制矩形工具繪制元件的邊框（即繪制元件的符號或外形）左鍵點(diǎn)擊繪圖工具欄里的繪制管腳圖標(biāo)，按下Tab鍵進(jìn)入管腳屬性編輯對話框。1管腳名字為com，其他管腳名隱藏，管腳編號為1～9。依次放置9個管腳，在放置管腳時，管腳的一端有一個小黑點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)管腳使小黑點(diǎn)朝外雙擊矩形方框進(jìn)行邊框?qū)傩栽O(shè)置。BorderWidth選擇SmallBorderColor選擇合適的顏色。用上述方法繪制8個電阻形狀的矩形框，放置在上面畫好的邊框里點(diǎn)擊畫圖工具欄里的畫線工具，將畫好的電阻和管腳連接好。修改元件描述保存后退出編輯。當(dāng)所有的元件制作完成后，保存并關(guān)掉元件庫文件（2）單獨(dú)創(chuàng)建一個元件庫（倉庫），注意這個元件庫還是Protel設(shè)計數(shù)據(jù)庫文件。1）新建一個設(shè)計，取名為“mylibrary”或