履帶式移動機器人及其無線視頻控制的探索與研究

1、第1頁共44頁履帶式移動機器人及其無線視頻控制的探索與研究摘要：要：目前機器人的應用越來越廣泛，幾乎滲透到所有領(lǐng)域。移動機器人是機器人學中的一個重要分支。更由于它在星球探測、軍事偵察、掃雷排險、防核化污染等危險與惡劣環(huán)境以及民用中的物料搬運上具有廣闊的應用前景，使得對它的研究在世界各國受到普遍關(guān)注。移動機器人在與外部的通信方式選擇上，由于其具有廣闊的運動空間，無線通信成為移動機器人所必須具備的通信方式。以一種履帶式移動機器人作為控制平臺

2、，首先根據(jù)履帶式移動機器人的運動特性給出了運動學方程的正、反解，并對其作了動力學分析。并利用無線收發(fā)一體數(shù)傳MODEM模塊（PTR2000芯片抗干擾能力較強的FSK調(diào)制解調(diào)），通過移動機器人身上單片機對機器人各個關(guān)節(jié)步進電機和驅(qū)動電機的控制，實現(xiàn)了移動機器人與遙控計算機之間數(shù)據(jù)的無線傳輸。無線視頻模塊選用CMOS圖像傳感器OV9620進行視頻采集，在外部CPLD控制模塊的作用下將采集到的數(shù)字視頻信號存儲到圖像存儲器中，并通知DSPTMS

3、320DM642進行MPEG4編碼壓縮，然后由無線收發(fā)模塊發(fā)射出去；在接收端，由USB控制器CY7C68013建立USB2.0傳輸通道將接收模塊接收到的視頻數(shù)據(jù)上傳給主機進行解碼、顯示后續(xù)處理。其控制系統(tǒng)的軟件編制包括遙控計算機界面的編制、主單片機控制系統(tǒng)及從單片機控制系統(tǒng)的編制。在軟件設(shè)計方面，描述了模塊化的設(shè)計思想及過程，給出了各部分模塊的流程圖。無線視頻采集系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)字化采集、數(shù)字化處理和數(shù)字化傳輸。可以實現(xiàn)對履帶式移動機器人的

4、無線控制，以及對遠程機器人的實時監(jiān)控，完成爬坡、上樓梯等主要行走動作。另外還借助于外部超聲波等傳感器實現(xiàn)了履帶式移動機器人簡單的避障工作，具有一定的自主性。關(guān)鍵詞：履帶式移動機器人；單片機；PTR2000；無線視頻；數(shù)字化；超聲波傳感器第3頁共44頁Canbeachievedonthetracktypemobilerobotwirelesscontrolrealtimemonitingoftheremoterobottocomplete

5、theclimbingwalkingonstairsothermajactions.Alsobymeansofanexternalultrasonicsensstoachievethetracktypemobilerobotobstacleavoidancefsimplewkwithsomeautonomy.Keywd:TrackmobilerobotSMCPTR2000DigitalWirelessVideoUltrasonicsen

6、ss1緒論緒論1.1引言引言“機器人”這個詞起源于捷克作家卡雷爾卡佩克(KarelCapek)在1920年發(fā)表的科幻劇本《羅薩姆的萬能機器人》(RossumsUniversalRobots)。在劇本中，卡佩克把捷克語“Rvobota”翻譯成機器人。其實“機器人”：不全是像人一樣的機器，是一種可以運動的機械電子裝置。雖然是卡佩克將“Robot”這個詞代表的一種機械電子裝置的概念推向了世界，但是“Robotics”(機器人學)這個詞是由美國

7、科幻小說家伊賽爾阿西莫夫首次提出來的。因此，可以說機器人起源于1920年。對于機器人，國內(nèi)外學者對機器人有不同的定義。一般來說，機器人是一種具有感知、決策、行動功能的機械電子裝置。然而，隨著微電子、信息技術(shù)、材料、生物等技術(shù)和機器人技術(shù)的飛速發(fā)展，機器人所涵蓋的內(nèi)容越來越豐富，機器人的定義也不斷充實和創(chuàng)新【1】。目前機器人的應用越來越廣泛，幾乎滲透到所有領(lǐng)域。移動機器人是機器人學中的一個重要分支。所謂移動機器人，是一類能夠通過傳感器感知