自主移動機器人培訓教材.ppt

全自主移動機器人,自主移動機器人,培訓教程,全自主移動機器人,深圳市鷗鵬科技有限公司簡介,深圳市鷗鵬科技有限公司(OpenTechnologyLtd)是一家專業(yè)從事機電一體化和專業(yè)機器人創(chuàng)新產(chǎn)品研究、開發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高新技術(shù)企業(yè)，開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的機電一體化和專業(yè)機器人集成技術(shù)及產(chǎn)品不僅可以廣泛的應(yīng)用于工業(yè)自動化領(lǐng)域，而且還可以廣泛的應(yīng)用于普通高等院校和職業(yè)技術(shù)學院的自動化和機電一體化等相關(guān)專業(yè)的實訓、教學和研究。本手冊主要圍繞普通高等院校和職業(yè)技術(shù)學院的數(shù)控原理與數(shù)控技術(shù)、專業(yè)機器人和控制原理和控制工程等綜合創(chuàng)新實驗室的建設(shè)來介紹產(chǎn)品，但這些產(chǎn)品并不僅僅限于教學應(yīng)用，他們的大多數(shù)產(chǎn)品都可以直接應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。更詳細信息請登錄：www.open-,全自主移動機器人,自主移動機器人簡介,Robocup足球機器人世界杯是目前世界上規(guī)模最大的智能機器人聯(lián)盟。Robocup中型組足球機器人是目前Robocup足球機器人比賽中最富挑戰(zhàn)性的課題之一，博得許多機器人研究機構(gòu)和大學的青睞。DM-B系列智能機器人系統(tǒng)既能夠面向RobotCup中型組足球機器人競賽提供一個標準比賽任務(wù)。能夠用于如實時計算機視覺、多機器人協(xié)作算法等其他多種研究。還可以滿足機電，自動控制等課程的教學演示、工程實訓，以提高學生的綜合創(chuàng)新能力?？蓴U展成工業(yè)領(lǐng)域和服務(wù)領(lǐng)域的智能無人小車和智能服務(wù)機器人。,全自主移動機器人,DM-B系列智能機器人標準配置,DM-B200:,DM-B400:,全自主移動機器人,自主移動機器人整體外形圖,全自主移動機器人,自主移動機器人機械模塊,機械外殼,驅(qū)動輪,全維視覺安裝架,踢球機構(gòu),傳感器安裝位,全自主移動機器人,自主移動機器人電氣控制模塊,直流伺服電機,電源系統(tǒng),運動控制器,螺線管,全自主移動機器人,自主移動機器人傳感器模塊,全維視覺,前向視覺,電子羅盤（可選）,紅外傳感器（可選）,超聲波傳感器（可選）,全自主移動機器人,自主移動機器人使用,接口連線,筆記本啟動,機器人上電,硬件模塊測試,硬件模塊測試,硬件檢查,全自主移動機器人,自主移動機器人軟件模塊,運動控制模塊,視覺模塊,策略模塊,WindowsXPProfessional操作系統(tǒng)需要攝像頭驅(qū)動程序運動控制動態(tài)鏈接庫TML_lib.dll，視覺動態(tài)庫omni_vision.dll,決策動態(tài)庫decision_making.lib和控制動態(tài)庫control.lib。推薦運行在PCCPU800MHz以上，256M以上內(nèi)存環(huán)境。,軟件運行環(huán)境:,全自主移動機器人,程序模塊劃分及工作流程一,運行于BlackGen上的程序從結(jié)構(gòu)上可以分為4個主要模塊：視覺模塊決策模塊運動控制模塊通信模塊除BlackGen之外，還有一個教練（Coach）程序用于遠程控制和查看當前信息。BlackGen運行在機器人的筆記本中，Coach運行在場外的計算機里面，一個Coach程序可以控制多個BlackGen程序。,全自主移動機器人,程序模塊劃分及工作流程二,全自主移動機器人,程序模塊劃分及工作流程三,BlackGen整個進程由5個線程組成：視覺線程，決策線程運動控制線程通信線程另外還有一個主線程，它是程序的入口，它先為整個進程作一些必要的初始化，如：初始化攝像頭，讀取配置文件等。然后創(chuàng)建另外4個線程，接著就等待鍵盤輸入和處理指令，鍵盤輸入的指令有start（開始），stop（暫停），end（程序結(jié)束）。,全自主移動機器人,程序模塊劃分及工作流程四,全自主移動機器人,視覺模塊,全自主移動機器人,視覺模塊主要完成以下任務(wù),a)基于Camera類的視頻采集。b)基于CBaseVision類及其子類（CFrontVision和COmniVision）的圖像分析處理。c)兩個視覺的信息融合（updateWorld函數(shù)）。,全自主移動機器人,基于Camera類的視頻采集,Camera類表示攝像頭設(shè)備，主要用來初始化攝像頭和從攝像頭中獲得的圖像原始數(shù)據(jù)，通過攝像頭獲得的是24位RGB格式的圖像數(shù)據(jù)。RGB（red，green，blue）是在三基色理論基礎(chǔ)上開發(fā)的相加混合顏色空間，這也是在圖像處理中通常采用的顏色空間，其中在320240的圖像上每個象素點用3個Byte表示其RGB值。主要采用了directShow技術(shù)進行視頻捕捉。Camera類的接口很簡單，為了方便使用，只有兩個公共函數(shù)：boolInit(intdev_num,char*pBuffer);執(zhí)行初始化攝像頭，在第一次從設(shè)備讀取圖像原始數(shù)據(jù)（RGB顏色模式）之前，一定要執(zhí)行初始化。第一個參數(shù)dev_num表示該設(shè)備的在當前操作系統(tǒng)中的枚舉值；第二個參數(shù)pBuffer表示存放圖像原始數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，該緩沖區(qū)大小至少為3320240個BYTE。voidCaptureImage(char*pBuffer);捕捉圖像原始數(shù)據(jù)，參數(shù)pBuffer表示存放圖像原始數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)。,全自主移動機器人,基于CBaseVision類及其子類的圖像分析處理,軟件在識別中使用顏色分割的方法，軟件中需要識別八種顏色，我們通過對H、I、S三個數(shù)組都設(shè)成BYTE型，每一為為代表一種顏色，如果某個顏色分量的某個值屬于某中顏色，則對應(yīng)與該顏色的此顏色分量數(shù)組中的相應(yīng)位設(shè)為1，否則設(shè)為0，這樣通過用某個象素的H、I、S值作為H、I、S三個數(shù)組的索引對三個值進行位與即可得到當前象素屬于的顏色，也成為“8通道”的方法。這樣效率比較高。此部分已經(jīng)被封裝成vision.dll在程序中通過加載dll實現(xiàn)。其中的大部分文件的源代碼是開放的。,全自主移動機器人,CBaseVision類圖像處理的典型步驟,全自主移動機器人,CFrontVision類中圖像處理實現(xiàn)過程,全自主移動機器人,兩個視覺的信息融合,軟件有兩個攝像頭采集視頻，采用的是不同的圖像處理方法，因此在視覺融合方面需要做一些工作。即不論所得的有效信息是從全維視覺得到還是從前向視覺得到，在決策模塊認為是一致的。boolupdateWorld(CFrontVisionroleTyperole;其中cmd為指令（即s和S），role還沒有實際的用途。,全自主移動機器人,運動控制模塊,BlackGen機器人采用TECHNOSOFT公司的IPM100運動控制板作為運動控制器，用來將上位機指令轉(zhuǎn)換為運動輸出。BlackGen采用運動控制動態(tài)鏈接庫TML_lib.dll來完成對IPM板的控制，而控制工作主要在ipm類里面實現(xiàn)。,全自主移動機器人,運動控制模塊接口說明,主要成員函數(shù)：boolIpm:initIpm()初始化控制板。intIpm:readASPD()讀取實際的左右輪速并把結(jié)果保存在R_ASPD和L_ASPD這兩個成員變量中。boolIpm:DetectBlock(doublelwset,doublerwset)判斷機器人的左右輪是否處在堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，輸入為lwset和rwset實際向IPM板發(fā)送的左右輪速。函數(shù)給bLBlocking和bRBlocking兩個成員變量賦值，這兩個變量分別代表了左右輪是否堵轉(zhuǎn)。第一個參數(shù)lwset為發(fā)到IPM板上的左輪速第二個參數(shù)rwset為發(fā)到IPM板上的右輪速boolIpm:LoadConfig(constchar*filename)讀取配置文件，得到初始化參數(shù)。第一個參數(shù)filename為IPM板相關(guān)的配置文件，默認為ipm.cfgvoidIpm:axisOff()讓機器人處于poweroff的狀態(tài)。voidIpm:axisOn()讓機器人處于poweron的狀態(tài)。voidIpm:kickerOn()打開機器人的踢球機構(gòu)。voidIpm:kickerOff()關(guān)閉機器人的踢球機構(gòu)。boolIpm:SendToIPM()把類成員lv和rv作為左右輪速以速度控制的形式發(fā)送指令給IPM板。,全自主移動機器人,全自主移動機器人維護,保持設(shè)備正常,故障排除,檢查相關(guān)連線,日常維護,