基于ARM視覺跟蹤系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)加工精度、速度要求的提高，工業(yè)機(jī)器人以其高精度、高效率得到了廣泛的應(yīng)用。本文將嵌入式技術(shù)同機(jī)器視覺相結(jié)合起來(lái)，構(gòu)建一個(gè)基于嵌入式的視覺跟蹤系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人小車對(duì)鋼板上軌跡的跟蹤。主要需要完成以下幾個(gè)任務(wù)：
　　 進(jìn)行需求分析，選擇基于ARM的視覺跟蹤方式作為本文的研究方向，選擇主頻可以達(dá)到400MHZ以上的S3C2440芯片作為系統(tǒng)的微控制芯片，完成系統(tǒng)的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)系統(tǒng)各功能模塊進(jìn)行分析，完成相應(yīng)芯片的

2、選型以及其硬件電路的設(shè)計(jì)，完成嵌入式硬件開發(fā)板設(shè)計(jì)。
　　 針對(duì)嵌入式開發(fā)需要進(jìn)行交叉編譯的特點(diǎn)，在PC機(jī)上構(gòu)建交叉編譯環(huán)境并針對(duì)設(shè)計(jì)的特定硬件開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行了BootLoader、內(nèi)核和根文件系統(tǒng)的移植。構(gòu)建適合本系統(tǒng)的目標(biāo)機(jī)開發(fā)環(huán)境。
　　 在嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境下考慮硬件計(jì)算能力的局限性，設(shè)計(jì)出適合本系統(tǒng)的基于USB攝像頭的圖像采集和圖像處理的具體程序。對(duì)圖像進(jìn)行處理后，提取到了系統(tǒng)在對(duì)軌跡跟蹤過程中的實(shí)時(shí)位置信

3、息，并反饋給伺服控制模、塊，以便控制器作出相應(yīng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)跟蹤軌跡的較高精度跟蹤。
　　 根據(jù)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型不是很容易能建立的特點(diǎn)，選擇PID控制算法對(duì)控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出PID控制器進(jìn)行伺服控制。完成了對(duì)伺服控制模塊的硬件驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，以及控制程序總體設(shè)計(jì)；并設(shè)計(jì)出基于Qt/E的圖形界面，實(shí)時(shí)顯示跟蹤過程中的相關(guān)信息，用于人機(jī)之間的信息交互。
　　 最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和驗(yàn)證。使用臨界比例度法對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行整定，并對(duì)