SmartRobot三轮避障平台开发历程

作者Edison钟日期2012.6产品技术开发背景基于之前理论学习系统性实践嵌入式产品开发初步实现对摄像头的驱动及图像显示了解机器视觉的基本原理及目标识别追踪设计目标及要求驱动类型2个DC减速电机前轮驱动后轮采用万向轮运动控制: 前进后退左转右转壁障目标追踪控制方式红外壁障摄像头目标追踪PC无线控制RF四路无线控制上位机开发用于摄像头图像显示及追踪目标的RGB设置设计思路及原理驱动摄像头读取图像传感器的原始数据RGB565格式并解码各自RGB值用于目标识别对图像像素级扫描识别到目标颜色后记录当前像素的XY坐标值判断该目标在该视场的相对位置驱动前轮实现目标的追踪或者避障驱动双舵机摄像头云台实现目标的精细追踪IR传感器主要用于近距离避障通过VS6开发的上位机软件实现与小车的串口通信用于图像显示及目标颜色设置硬件选型电源DC5V核心控制器STC12C5A60S2 1T单片机硬件资源两个16位定时器两路8位PWM输出两个自带独立波特率发生器串口两路外部中断传感器红外线传感器OV7670 CMOS图像传感器动力执行元件DC电机类型TT减速电机额定转速180RPM, 减速比48:1输出轴连接方式腰型头2路辉盛SG90 9克舵机电机驱动板驱动类型L293D双H桥最大允许电压36V持续工作电流1A最高工作电流2A控制方式电机方向控制2路PWM 0%-100%无极调速模型总装图上位机图像显示及目标RGB设置实测避障算法初步测试视频链接: 小车避障测试-CSDN直播设计注意事项红外壁障如何去除可见光干扰摄像头如何通过算法对目标的识别后续建议加入三轴磁力计实现方位的精准建模项目回顾及展望通过前期的理论学习第一次实现了对整个系统各硬件的驱动与控制初步实现了目标的识别和追踪践行了概念到原型机落地测试的整个开发过程为后续项目的概念开发及验证打下坚实基础控制软件版本更改记录V0.1:原始版本MCU: STC90C516RD11.0592MHz定时器0产生38KHz PWM信号用于红外壁障定时器1用于串口波特率发生器串口波特率为57600V0.2MCU: STC12C5A60S210592MHz更改红外发射延时时间V0.3增加2舵机以控制摄像头上下左右转动追踪目标定时器0产生8路PWM信号控制2路舵机因定时器0用于产生PWM信号控制舵机红外壁障功能被取消最新软件代码/*******************************************V0.3*******************************************//************************************************************************** This program is to control the robot to run automatically, the robot can detect the barriers in front of it by using 2 IR sensors, and can execute responding actions preprogrammed to avoid crashing the barrier. Sensors like acceleration detect, IR human detect could be added to extend the function and make it smarter. MCU: STC12C5A60S2 晶震频率11.0592MHz **************************************************************************/ #include REG51.h #include Robot_Driver.h #include MCU_Setting.h #include OV7670.h #include Servo_Driver.h //#include LCD_GYTF018LB35B0M.h #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define RGBVALUE 0x00 #define COMMAND 0x01 #define STOP 0xff #define red 0xf800 #define green 0x07e0 #define blue 0x001f #define white 0xffff #define black 0x0000 uchar ReData[4],SenData[],PCCommand0; uchar KEY_A0; uchar Capture0,OV7670_flag0; uchar Quit1; uchar i0; uchar temp; uchar Target_R255,Target_G0,Target_B0; uchar Robot_EN0; uchar order_flag,Deg_1,Deg_2,Deg_3,Deg_4,Deg_5,Deg_6,Deg_7,Deg_8; uint T_1,T_2,T_3,T_4,T_5,T_6,T_7,T_8; bit servo_3; bit servo_4; bit servo_5; bit servo_6; bit servo_7; bit servo_8; /***************************************************** 入口函数 *****************************************************/ void main(void) { MCU_init(); //MCU初始化 //LCD_init(); //LCD初始化 OV7670_init(); //摄像头初始化 //LCD_paint(black); //LCD刷黑色 while(1) { //ET00; /**************************************************** if(RF_INPUT_A1) //遥控控制模式切换 { while(RF_INPUT_A); KEY_A; Robot_EN1; if(KEY_A3) KEY_A0; } /****************************************************/ if(ReData10) KEY_A0; //PC控制模式切换 if(ReData11) KEY_A1; if(ReData12) KEY_A2; if(ReData13) KEY_A3; /****************************************************/ //KEY_A3; if(KEY_A0) PC_control(); //控制模式 if(KEY_A1) RF_control(); if(KEY_A2) IR_control(); if(KEY_A3) camera_control(); } } /***************************************************** 定时器中断函数 /****************************************************/ void timer0(void) interrupt 1 using 1 { //PWM_output!PWM_output; //产生38KHz脉冲用于发送红外信号 switch(order_flag) { case 1: servo_11; TH0T_18; //TH0-t1/256; TL0T_1; //TH0-t1%256; break; case 2: servo_10; TH0(0xf700-T_1)8; //-(2700-t1)/256 TL0(0xf700-T_1); //-(2700-t1)%256 break; case 3: servo_21; TH0T_28; TL0T_2; break; case 4: servo_20; TH0(0xf700-T_2)8; TL0(0xf700-T_2); break; case 5: servo_31; TH0T_38; TL0T_3; break; case 6: servo_30 ; TH0(0xf700-T_3)8; TL0(0xf700-T_3); break; case 7: servo_41; TH0T_48; TL0T_4; break; case 8: servo_40; TH0(0xf700-T_4)8; TL0(0xf700-T_4); break; case 9: servo_51; TH0T_58; TL0T_5; break; case 10: servo_50; TH0(0xf700-T_5)8; TL0(0xf700-T_5); break; case 11: servo_61; TH0T_68; TL0T_6; break; case 12: servo_60; TH0(0xf700-T_6)8; TL0(0xf700-T_6); break; case 13: servo_71; TH0T_78; TL0T_7; break; case 14: servo_70; TH0(0xf700-T_7)8; TL0(0xf700-T_7); break; case 15: servo_81; TH0T_88; TL0T_8; break; case 16: servo_80; order_flag0; TH0(0xf700-T_8)8; TL0(0xf700-T_8); break; } order_flag; } /***************************************************** 串口中断程序 *****************************************************/ void ser_int (void) interrupt 4 using 1 { if(RI 1) //RI接受中断标志 { RI 0; //清除RI接受中断标志 ReData[i] SBUF; //SUBF接受/发送缓冲器 i; if(i4ReData[0]COMMAND) { //ES0; if(ReData[1] 10) {KEY_A0;Robot_EN0;Quit0;} //PC控制模式切换 else if(ReData[1]11) {KEY_A1;Robot_EN0;Quit0;} else if(ReData[1]12) {KEY_A2;Robot_EN0;Quit0;} else if(ReData[1]13) {KEY_A3;Robot_EN0;Quit0;} else if(ReData[1]14) {Robot_EN1;} else if(ReData[1]15) {Robot_EN0;} else PCCommandReData[1]; i0; /* SBUFReData[0]; while(!TI); TI0; SBUFReData[1]; while(!TI); TI0; SBUFReData[2]; while(!TI); TI0; SBUFReData[3]; while(!TI); TI0; //ES1; */ } else if(i4ReData[0]RGBVALUE) { //ES0; Target_RReData[1]; //PC控制模式切换 Target_GReData[2]; Target_BReData[3]; i0; /* SBUFReData[0]; while(!TI); TI0; SBUFReData[1]; while(!TI); TI0; SBUFReData[2]; while(!TI); TI0; SBUFReData[3]; while(!TI); TI0; //ES1;*/ } else if(i4)i0; } }