导言
跟着科学技术的快速开展,机器人现已逐渐步入人们的实践生活之中,本规划所研讨的遥控转移机器人是很多机器人中的一种。转移机器人首要代替人完结物体的夹取、运送、摆放作业,可作业于人类无法进入或对人体有害的作业环境。传统转移机器人多选用无线电或许红外的方法来进行遥控,这种机器人操控规模较小,而且需求特定的操控器。本规划首要研讨依据WFi网络的无线遥控转移机器人,运用WiFi网络能够完结实时视频图画收集,以及机器人上的传感器数据收集。选用WiFi网络通信使得操控端多样化,可用手机、电脑等具有WiFi功用的设备进行操控。此外,还可将机器人接入Internet来完结更远间隔的操控。
1 总体规划
本规划服务器端选用移植了Linux操作体系的S3C6410,经过完结底层驱动的移植和编写,完结对硬件的操控,其次移植了MJPGstreamer服务器和BOA服务器等完结图画数据、操控信息的传输。客户端方面别离编写了WEB版和Android版应用程序。体系功用框图如图1所示。
2 硬件规划
(1)MCU
本规划的主控器选用友善之臂公司的一款中心板,其主芯片S3C6410是三星公司依据ARM1176JZF—S核规划的嵌入式处理器。该中心板装备了256 MB DDR RAM,而且主频为533 MHz,最高主频能够到达667 MHz。经过将Linux操作体系移植到该中心板上来完结对硬件的办理与客户端供给数据交换,呼应客户端的指令操控。
(2)伺服电机
选用的伺服电机为微型伺服马达(又称作舵机),首要应用于模型的动作操控,经过脉宽调制能够对其进行比较准确的操控。本规划选用TOROBOT公司出产的TR213舵机,其动态扭矩能够到达13 kg·cm,转角规模为180°,操控精度到达0.5°,作业电压为4.8~7.2 V,其功用能够满意本规划的基本要求,所以选用两个TR213合作夹持器完结物体的夹持作业。
(3)直流电机
直流电机用于操控机器人移动,本规划选用带齿轮箱的直流电机,其减速比为1:120,作业电压为3~12 V左右,7.2 V电压下转速达120 r/min,4个直流电机合作车体,最大负载可到达2 kg。
(4)WiFi网卡
无线网卡选用USB接口的必联(B—LINK)BL—LW05-AR5无线网卡,其主芯片为RTL8188,而且外置了5 DBI的高增益天线,传输速度最高可达150 Mbps,实践传输间隔较远,而且支撑AP形式。本规划经过移植该网卡的驱动、Hostapd以及DHCP让机器人作为AP热门供无线设备进行衔接操控。
(5)摄像头
摄像头选用中星微ZC301P,USB接口,像素高达130万,具有6 mm的五玻镜头,62°视角,而且具有主动亮度、主动白平衡、伽马校对功用。本规划中运用这款摄像头来完结机器人前方视频数据收集。
(6)压力传感器
为了收集机器人夹持器的压力数据,本规划选用了FSR402薄膜压力传感器。该传感器受力后会导致电阻变小,依据电阻值的改变能够得到压力的改变,其答应的压力规模为100 g~10 kg,而且传感器受力区域的直径达1.27 cm。
(7)直流电源
为了完结物体的夹持、转移、摆放作业,机器人带有4路直流电机、2路伺服电机,耗电量较大,且负载时电流较大。为了使其能安稳正常作业,本规划选用了一款15C的航模电池,其容量为1300 mAh,标称电压为7.4 V,充溢电压为8.4 V,最大电流可达16 A,配以LM338稳压器能够安稳地供给5 A/5 V直流电源。
3 服务器建立
3.1 服务器端
服务器端功用框图如图2所示。
3.2 Linux体系移植
中心板选用友善之臂公司供给的TINY6410,此中心板已供给Bootloader、Linux操作体系和文件体系。运用时只需求依据实践的需求削减Linux体系即可,本规划选用的Lin ux内核版别为Linux2.6.38,编译渠道为Ubuntu12.04,穿插编译器为arm-linux-gcc-4.5.1。
3.3 驱动编写与移植
(1)直流电机驱动
因为S3C6410只带有两路PWM输出,而夹持器部分需求两路PWM脉宽调制操控伺服舵机,因而直流电机部分选用定时器2来模仿PWM调制。设置定时器2每100ms进一次中止,在定时器中进行1~100计数,因而PWM周期为10 s,并有100个脉宽比可调,满意直流电机调速操控。
(2)伺服电机驱动
伺服电机需求选用脉宽调制,经过调理20 ms周期内的占空比能够指定伺服电机的旋转视点,其对应联系表略——编者注。
因为舵机的操控要求较高,本规划选用S3C6410自带的PWM进行操控。设置PWM0和PWM1的周期为20 ms,经过调理PWM0和PWM1的占空比来操控伺服电机的作业。
(3)摄像头驱动
ZC301为免驱的UVC视频设备,为了完结视频的收集,需求在编译内核时挑选V4L2支撑。
(4)USB WiFi驱动
本规划中的USB无线网卡选用RTL8188芯片,为使该设备能够正常作业需求进行驱动程序移植。
(5)ADO驱动
电源电量以及FSR压力传感器数据丈量需求ADC驱动的支撑,因为体系中已含有该驱动,故只需求在编译内核时挑选上即可。
3.4 AP热门建立
Hostapd是Linux体系中无线拜访接入点的看护进程。它能够将无线网卡设置为AP形式,而且支撑多种加密方法,供给了设备接入的身份验证。在实践的运用期间,需求对其装备文件进行相应的修正。本规划中选用Hostapd结合RTL8188网卡完结AP热门的建立。别的,经过装备DHCP的装备文件并启用该服务为接入机器人的WiFi设备分配IP地址,有效地避免了多个设备接入时的地址抵触问题。
3.5 视频服务器建立
本规划选用input_uvc作为输入组件来运用V4L2从摄像头获取图画数据,经JPEG库对数据进行编码之后,经过选用output_http作为输出组件来输出图画数据。output http组件完结了一个契合HTTP1.0规范的WEB服务器,用户能够运用HTTP协议获取视频信息。