一、拟人机器人和嵌入式实时操作系统(论文文献综述)
王超[1](2020)在《基于STM32的六足机器人控制系统研究》文中研究表明随着社会的快速发展,机器人领域不断兴起,越来越多的人开始研究和使用机器人。六足机器人由于其稳定性好、步态灵活、负载能力强等优点,已经广泛应用于多个领域。它不仅可以应对复杂崎岖路面,而且还可以完成具有高要求、高难度的作业。同时,嵌入式系统快速发展的今天,加快了控制系统的运行速度,使机器人迈上了一个新的台阶,此外,越来越多的人将仿生学应用到六足机器人中,也促进了机器人的开发。因此,本文针对六足机器人的控制系统进行设计和研究。本文首先通过对比国内外足式机器人的发展现状,并了解各个机器人控制系统的优缺点,借鉴其控制系统的研究成果,对本文设计的控制系统进行需求分析和目标确定,提出一种合理的基于STM32仿生六足机器人总控制系统。其次,根据机器人所需要实现的功能,对其进行主控制器的选型,并进行各个模块的电路设计以及PCB的绘制,包括:核心控制器、电源模块、通讯模块、数据采集模块等。然后,对机器人控制系统进行软件设计,进行开发环境的搭建;分别通过Windows系统和虚拟机下的Ubuntu系统,对机器人控制系统进行开发,包括:上位机与下位机的通讯设计、下位机数据传递和数据采集设计以及下位机与舵机之间的通讯设计等。最后,对电路板进行检测,检测完成后与ROS进行通讯测试,包括STM32与ROS通讯测试、Matlab与ROS通讯测试,并对测试结果进行分析;同时,针对本文所设计的控制系统各个模块的功能,进行测试和分析,验证本文所设计的控制系统是否可以实现预期功能,主要包括通讯功能测试和ADC电压采集功能测试。
张亚斌[2](2019)在《基于ROS的轮式移动机器人行人目标视觉感知与跟随系统研究》文中研究指明近年来,移动机器人技术发展迅速,尤其随着人工智能技术的发展,移动机器人视觉感知技术也成为一个研究热点,其在许多领域具有广泛的应用前景。基于目标检测、跟踪和测距的视觉感知算法有着准确、高效、智能等优点,将其应用于移动机器人的应用中,将会大大提高移动机器人的智能感知能力,并为移动机器人准确快速的决策控制奠定算法基础。本文针对应用于室内环境下的轮式移动机器人进行了研究,构建了基于ROS的行人目标视觉感知与跟随系统,重点研究了行人目标检测、跟踪、测距等感知算法并在本移动机器人系统上进行了移植优化实现,之后通过实验测试了感知算法的准确性和快速性以及在移动机器上实现的可行性,最终完成了本移动机器人对周围行人目标快速准确的视觉感知和简单跟随任务。本文主要研究内容如下:1)构建了移动机器人的硬件和软件系统:首先基于本移动机器人灵活移动要求设计了基于麦克拉姆轮的平行结构四轮底盘;然后构建了本移动机器人的硬件系统,包括基于STM32的底层控制硬件系统和基于TX2嵌入式平台的上层感知硬件系统;最后搭建了本移动机器人的ROS软件系统,包括基于ROS的系统软件框架和功能实现流程。通过软硬件系统的搭建,为本移动机器人感知与跟随算法的实现奠定了平台基础。2)研究了基于卷积神经网络的行人检测与跟踪感知算法并进行了实验测试:首先研究了基于YOLOv3框架的行人检测感知算法,针对YOLOv3算法移植到TX2后出现卡顿、检测速度慢以及网络模型占用较多内存等问题,为提高其行人检测准确率和实时性,增加了行人数据集对YOLOv3网络进行再训练和使用了TensorRT对YOLOv3训练所得模型进行推理加速的优化,优化后的行人目标检测算法性能较优化前有了较大提升;然后研究了DeepSort行人跟踪算法并将其与YOLOv3结合,实现了快速准确的行人目标跟踪;最后在TX2上对上述算法进行了实验测试及分析,测试了本行人检测与跟踪感知算法移植优化后的准确性和实时性。通过上述感知算法的研究与实现,为其在本移动机器人ROS软件平台上的程序实现提供了算法基础。3)研究了基于双目摄像头的行人测距感知算法并进行了实验测试:为了得到更准确的测距精度,首先根据张正友标定算法对双目摄像头进行了标定并获得了标定结果;然后基于SGBM双目匹配算法进行匹配实验,获得了较好的匹配效果;最后在移动机器人上进行了行人目标测距实验,测试了本测距算法的测距精度。通过实验结果可知,本测距算法精度较高,可以满足本移动机器人的测距感知要求,并为其在本移动机器人上的移植实现奠定了算法基础。4)研究了感知与跟随系统的实现并进行了整体功能实验测试:首先根据移动机器人周围有无行人目标以及是单人目标还是多人目标等情况制定了不同的感知与跟随运动控制策略;然后根据跟随控制要求进行了底层控制系统的编程实现,并根据感知要求进行了基于ROS的上层感知软件系统程序实现;最后基于本移动机器人感知与跟随系统对整体功能的实现进行了实验测试,验证了本移动机器人感知算法的有效性和跟随运动控制策略的可行性。通过上述功能的实现,完成了本移动机器人对行人目标的视觉感知与跟随运动控制的目标。
刘忠禹[3](2018)在《基于ARM的多功能健康一体机主控系统设计》文中进行了进一步梳理设计并实现了一种基于STM32芯片、用于远程医疗的健康一体机控制系统。该系统由主控模块、显示模块、网络模块、心电血压模块、脉搏血氧模块、尿分析仪模块等几部分组成,各信息采集模块能够收集人体的血压、心率、脉搏、血氧以及尿液信息,并能够将这些信息通过串口发送给STM32芯片处理,STM32将这些信息分类显示在触摸屏上并通过以太网将这些数据传送到云端。云端可为中心城市的更高一级的医疗机构,这些拥有先进医疗资源的医疗机构就能够根据健康一体机系统采集到的数据对用户健康状况进行分析,给出合理化建议。健康一体机系统的广泛应用,能够大大缓解乡镇一级医疗机构人员配置不足的压力,同时达到优势医疗资源共享的目的,提高资源的利用率,方便偏远用户的医疗需求。本文根据系统的功能需求介绍了课题的研究背景和意义,通过对比选择了STM32f429芯片作为主控芯片,STM32f429可编程高达180MHz。接口资源丰富,能够拓展多种功能的外设,与多采集模块进行通信。STM32f429相较于前代设备新增了SDRAM驱动单元和LCD驱动单元,简化系统,在保证性能的前提下还具有功耗低的优势。系统使用7英寸LCD电容触摸屏,分辨率达到800*480,用于人机交互及测量数据的直观显示。触摸屏为用户提供了更加人性化的人机交互,方便不同需求的用户。系统移植了FreeRTOS实时操作系统,能够满足系统的多任务执行需求,同时提高对系统资源的分配效率。在FreeRTOS实时操作系统上移植了emWin图形界面,emWin图形界面控件的加入使整个系统界面更加美观,同时交互更加人性化,在基本医疗需求能够得到满足的情况下,使整个控制系统更简洁,以满足不同群体的需求。系统拓展DP83848网络模块,对轻量协议LwIP进行了移植,使健康一体机能够进行网络通信,通过以太网向云端同步采集到的数据。通过USART、以太网接口实现各模块与控制系统之间的通信,通过软件编写通信协议。
徐振东[4](2017)在《液压步行机器人嵌入式控制系统设计》文中指出本文基于已研制出的液压驱动双足步行机器人样机,设计了嵌入式控制系统以实现样机的步行功能。首先根据机器人样机特性,结合当前发展趋势,提出了五点控制系统设计要求,根据需求确定了系统通信方案和嵌入式实时操作系统,采用分布式结构,将控制系统分为规划模块、传感模块和驱动模块三个部分。其次根据控制系统三个模块的功能需求,完成了相关硬件电路设计,软件方面设计了实现规划模块功能的各项任务,可通过uC/OS-Ⅲ操作系统进行调度,利用实时以太网EtherCAT实现了不同模块的数据传输,使用姿态传感器内部的DMP完成了机器人姿态数据采集,移植文件系统FATFS,采用双缓冲区模式存储系统运行过程中的关键数据。接着对机器人关节驱动控制方法进行了研究,考虑到传统PID控制方法的不足,使用自整定模糊PID控制驱动机器人关节,对机器人关节建模,详细分析了比例、积分、微分环节对系统的影响,再制定模糊规则,通过仿真说明模糊PID控制比传统PID控制在机器人关节控制上更具优势。最后搭建实验平台,对嵌入式控制系统的相关性能进行了实验与分析。数据收发实验说明数据传输稳定、准确,数据采集实验验证了关键数据写入无丢失,机器人运动控制实验中,单关节控制实验证明模糊PID控制更适用于液压步行机器人,控制周期实验证明4ms以内的控制周期可以满足机器人控制需求,多关节联动实验表明机器人步态周期越长,控制效果越好,步态周期过短时机器人关节驱动能力不足,步行实验证明嵌入式控制系统可以满足机器人慢速平稳步行的需求。
崔惠婷[5](2017)在《搬运机器人嵌入式控制系统的研究》文中认为随着社会的进步与发展,工业机器人在加工制造、装配及搬运行业占据了越来越重要的地位。嵌入式控制系统由于其功能丰富、系统精简、性价比高,被广泛应用于机器人的控制中。本文对搬运机器人嵌入式控制系统进行了设计与开发,主要工作如下:(1)以圆柱坐标搬运机器人为研究对象,构建了基于ARM9和Linux操作系统的机器人控制系统软硬件平台。根据系统功能需要扩展了核心处理器的外围电路。在Linux系统中建立了嵌入式网页服务器、视频流服务器和嵌入式数据库,为控制系统软件开发做好准备。(2)开发控制系统应用程序实现多个功能模块。基于嵌入式数据库开发了具有身份验证功能的用户登录模块,基于视频服务器设计了图像采集与图像传输子系统,开发了视频监控模块。分析了串口通讯协议,结合串口使用中出现的问题,开发了串口参数设置模块。考虑到在实际搬运中操作人员对机器人控制方式的灵活性,设计了手动操作和自动运行两种模式,开发了基于这两种工作模式下的机器人运动控制模块。(3)完成无障碍运动控制模块的开发后,考虑有障碍物存在的情况。根据搬运机器人的结构特点,分析了机器人与障碍物的碰撞条件,研究了机器人在存在障碍物的情况下可以实现避障的运动空间,并进行了求解。对系统运行可能出现的故障情况进行了分析,开发了系统故障警示与处理模块。(4)测试了系统的运行状态及功能实现情况,测试结果表明本文开发的嵌入式控制系统能够实现视频监控、远程运动控制、避障、故障警示与处理等功能。
胡淼[6](2016)在《微小型机器人隐形导航技术研究》文中进行了进一步梳理目前,机器人成为全世界重点发展的热门领域,各项研究也开展的十分活跃。在我国,机器人产业已经成为政府重点培植的下一个新型高科技产业,成为我国加快新一轮经济结构调整和产业升级的重要方向和支撑。随着机器人研究的不断发展,各类机器人竞赛也受到了国内外的大力支持,机器人竞赛的举办对于培养参赛人员的创新精神、团结协作精神,为机器人领域输送新鲜血液,以及推动机器人技术的普及和发展都有重大意义。本文以中国教育机器人竞赛为研究背景,以微小型机器人为研究对象载体,研究了微小型机器人的隐形导航技术。针对原系统导航过程中视觉美感不足的问题,研究分析了不同传感器的原理及优缺点,创新性地提出了竞技机器人导航的隐形化设计方案。在群机器人项目的通信实现方案中,研究分析并设计了ZigBee无线网络,实现稳定高效的数据传输。系统的硬件架构采用了模块化设计,主要模块有:以Arduino处理器为核心的主控制器模块,电感式传感器与RFID系统共同组成的路径检测模块、XBee通信模块和电机驱动模块。确定系统的硬件架构后,设计了各模块的驱动程序并完成了系统主程序的开发。结合以上研究,对系统进行了性能测试,并在竞赛中取得了优异成绩。根据调试过程中发现的扩展口和任务处理问题,优化改进了系统方案:主控制器采用性能更好的LM3S1138处理器以及移植了嵌入式μC/OS-Ⅱ实时操作系统。最后对改进方案进行了具体的设计,经测试证明经改进的机器人平台具有良好的实时性和扩展性。
夏光,唐希雯,汪韶杰,彭建刚[7](2014)在《内燃平衡重叉车横向稳定性控制系统设计》文中提出文章采用工程易于实现的模糊控制方法,设计了内燃平衡重叉车横向稳定性模糊控制器,并进行了横摆角速度、车速和方向盘转角等信号采集和电磁阀驱动硬件系统电路设计,软件设计中移植了嵌入式操作系统μC/OS-II,采用多任务程序的设计方法。利用自主开发的控制器对某国产内燃平衡重叉车装车并进行实车试验。试验结果表明,设计的内燃平衡重叉车横向稳定性控制器可实现叉车车架与车桥之间的支撑面由三角形逐步转变为不等边梯形,有效地改善了叉车横向稳定性和安全性。
魏金鹤[8](2013)在《塔式起重机安全监控系统研究》文中认为塔式起重机又叫做塔机或塔吊。它在建筑施工行业中作为一种运输工具,起到了巨大作用,并且得到了非常的广泛运用。随着建筑行业的快速发展,塔机也得到了越来越广泛应用。可是近年来塔机运行安全事故屡次发生给国家和人民生命财产造成了严重损失。为防止塔机出现安全事故,对塔机运行的实时监控管理成为一种必要。国外随着高新技术的发展,在塔机的监控方面日趋成熟,监控塔机设备更加合理化、标准化,可以显示人机交互的界面,实时的监控塔机运行。但是由于国外产品价格昂贵,技术垄断性强等因素制约着在我国在这方面的引进和推广。因此在国内建立高效、先进的新型塔机安全监控系统尤为重要。本文将ARM-Linux嵌入式技术用到塔机监控平台上,实现对塔机运行的直观监控。嵌入式系统是一种以应用为目的计算机系统,它以计算机技术做为基础,能够实现软硬件的裁剪。随着微电子技术的发展,嵌入式系统逐步兴起,并且得到广泛应用。本设计主要内容包括以下几个方面:第一,设计出塔机安全监控系统硬件图。中央处理器采用S3C2440A,该处理器功能较强、功耗较低,主频400MHz、最好可以达到533MHz,能够运行小型操作系统。塔机监控系统总体设计结构有处理器、存储器、液晶屏显示、无线收发数据模块和串口模块等。电源模块用于给控制模块供电。FLASH存储器、SDRAM用于存储程序和记录塔机监控数据等。CC1110模块用于把普通节点上的塔机运行数据传输到汇聚节点上。GPRS模块用于把历史数据传输到远端,在远端进行监控。LCD显示模块实现人机交互界面,使塔机操作人员可以看到塔机运行的实时数据。USB接口和RS232串口用于连接宿主机下载编译的软件等。第二,设计出下位机软件监控系统,软件主要包括建立嵌入式开发环境,也就是交叉编译环境,因为下位机采用嵌入式Linux系统必须进行跨平台移植。移植、编译Boodloader,在塔机安全监控系统中采用的是U-Boot,可以装载和运行Linux操作系统;根据塔机开发平台的外围资源,配置和裁剪Linux内核,重新编译Linux内核,下载到塔机监控系统中;选取一个文件系统作为塔机监控系统的文件系统,在这个文件系统上进行修改,完成塔机监控系统的文件系统;Linux设备驱动程序开发;编译相应的应用程序,完成嵌入式开发平台所要完成的具体功能,实现对塔机各个检测点的监控。第三,设计出无线通讯模块,普通节点的塔机运行数据通过CC1110芯片传输到汇聚节点的塔机上。汇聚节点的塔机再通过GPRS模块把数据传输到上位机上,通过上位机对整个塔机群的监控。第四,上位机塔机监控管理系统设计。主要采用VC建立人界监控界面,工作员可以通过人机监控界面监控塔机运行情况,软件能够存储塔机运行数据以便于塔机出现事故后查询事故原因。总之设计的监控平台具有低功耗特性,能够实时直观的显示现场采集来的数据,从而实现对塔机的监控。该系统充分利用S3C2440A和Linux操作系统的强大管理功能,使系统性能稳定可靠,实时显示性更好。系统内设计了防碰撞的机制,可以有效防止相邻塔机的碰撞,使塔机群运行更加且安全。该系统还可以通过网络实现远程塔机运行情况监控。是采用嵌入式方法做出塔机监控系统对塔机进行远程监控报警,并且存储历史数据,以便于数据分析。
谢志明[9](2013)在《数控系统多通道技术的研究与实现》文中指出随着科学技术的发展,传统的机床加工行业已经逐步被数控机床加工所替代。而数控系统是数控机床的核心部件,因此,数控机床的性能,主要是取决数控系统的。计算机数控(CNC)是一个庞大复杂的系统,它由图形用户界面(GUI)、任务层(TASK)、运动控制层(MOT)、驱动层(Driver)及输入输出(I/O)组成。当前国内机床厂应用的数控系统绝大部分是单通道控制,即一台机床只能同时完成一个工序的加工,生产效率比较低,而且不能实现机床多样加工方式。即使有个别公司能生产出双通道的系统,但也是通过改变硬件方式来实现的,并不是真正意义上的双通道系统,灵活性不足,成本高,可改造性低。数控系统的多通道控制技术是高档数控系统的重要功能,在复合加工、柔性生产线等工业生产中有着广泛的应用需求。本文对用户在多通道应用时的界面显示、参数配置及编程控制等问题上进行了研究。利用通道参数的轴号与轴参数的设备号,通过使用实时控制系统(Real-time ControlSystem,RCS)和硬件抽象层(Hardware Abstraction Layer,HAL)来实现数控系统内部组成的连接与融合,用软件的方式实现双通道甚至多通道的加工方式,实现了从用户编程轴到实际物理轴的映射。提出了采用G代码实现多通道协同控制的方法,设计了通道间等待、通道间交换等相关的控制指令。为了实现通道间宏变量的共享,在宏程序的用户变量域中划分出了用于多通道控制的共享变量区。最后,在客户把机床和机械手搭建起来后,本文设计的系统能驱动机床和机械手,并能用机械手实现自动装夹和卸载工件,同步加工,并能基本实现所设计的功能,达到了设计本系统的初始目的。
朱燕生[10](2013)在《基于ARM的全地形八足机器人控制系统研究》文中进行了进一步梳理本文对某全地形八足机器人控制系统进行了研究,该机器人主要由主动力驱动设备、分动器、联动器和布置在架体两侧的可调节腿机构四部分构成。根据机器人的控制任务和结构特点,研究了基于CAN总线和ARM的两级递阶分布式控制系统方案,并进行了相关实验测试与理论分析。该控制系统由上位机和下位机两部分构成,上位机是机器人的组织层和协调层,下位机是机器人的具体行为执行层。控制系统硬件主要由PC机、光纤视频传输模块、OK6410-A开发板、CAN通信模块、足关节控制器、主动力控制器六个部分构成。根据各部分硬件要实现的功能指标进行原理图设计、PCB板设计与制作、调试。硬件设计兼顾可靠性、可扩展性,为后续软件开发和实验提供了硬件平台。控制系统软件设计主要包括基于WINCE6.0的CAN驱动设计、控制终端设计、CAN通信设计、主动力电机伺服控制、传感器信号采集与处理、足关节电机控制、状态显示、全局最短路径规划算法研究与仿真。为了验证该控制系统的可行性和可靠性,本研究基于课题组已经设计、组装完成的全地形八足机器人进行了相关实验测试。测试内容主要有CAN通信、光纤通信、电机驱动、传感检测、机器人运动控制、GPS扩展接口、足关节协调控制。实验结果表明,该控制系统较好地实现了该型全地形八足机器人的运动控制,验证了该控制系统方案的可行性。本文最后根据实验现象和结果分析,对该机器人控制系统需要进一步深入研究的方向进行了分析和展望。
二、拟人机器人和嵌入式实时操作系统(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、拟人机器人和嵌入式实时操作系统(论文提纲范文)
(1)基于STM32的六足机器人控制系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 研究目的及其理论意义 |
1.3 机器人发展概况 |
1.3.1 机器人国内外发展概况 |
1.3.2 机器人控制系统国内外发展概况 |
1.4 课题主要研究内容 |
第二章 系统总体方案设计 |
2.1 嵌入式系统简介 |
2.1.1 嵌入式系统概述及其特点 |
2.1.2 嵌入式系统开发流程 |
2.2 六足机器人结构设计 |
2.3 六足机器人控制系统总体方案设计 |
2.3.1 足式机器人需求分析 |
2.3.2 控制系统设计 |
2.4 本章小结 |
第三章 控制系统硬件设计 |
3.1 总控制系统硬件结构设计 |
3.2 总控制系统核心控制器设计 |
3.3 最小系统设计 |
3.4 电源供电系统设计 |
3.4.1 电池选型 |
3.4.2 供电电路设计 |
3.5 通信设计 |
3.5.1 下位机与PC通信 |
3.5.2 下位机与舵机通信 |
3.5.3 预留通信接口 |
3.6 采集模块设计 |
3.6.1 电流采集模块设计 |
3.6.2 传感器采集模块设计 |
3.7 系统控制电路的实现 |
3.8 本章小结 |
第四章 六足机器人控制系统软件设计 |
4.1 ROS系统 |
4.1.1 ROS系统简介及其特点 |
4.1.2 ROS框架 |
4.1.3 开发环境 |
4.2 上位机系统软件设计 |
4.2.1 开发环境 |
4.2.2 软件设计 |
4.3 下位机系统软件设计 |
4.3.1 开发环境 |
4.3.2 软件设计 |
4.4 本章小结 |
第五章 系统测试及结果分析 |
5.1 硬件模块测试 |
5.2 控制系统的抗干扰措施 |
5.3 ROS通讯测试 |
5.3.1 Matlab与 ROS通信 |
5.3.2 STM32与ROS通信 |
5.4 电路验证及功能仿真 |
5.4.1 仿真环境 |
5.4.2 仿真 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
(2)基于ROS的轮式移动机器人行人目标视觉感知与跟随系统研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究内容与组织结构 |
1.4 本章小结 |
2 基于ROS的轮式移动机器人系统总体设计 |
2.1 引言 |
2.2 移动机器人轮式底盘结构设计 |
2.3 移动机器人硬件系统设计 |
2.4 基于ROS的软件系统设计 |
2.5 本章小结 |
3 基于卷积神经网络的行人检测与跟踪感知算法研究 |
3.1 引言 |
3.2 卷积神经网络概述 |
3.3 基于YOLOv3 的行人检测算法研究 |
3.4 基于YOLOv3 算法的优化 |
3.5 基于YOLOv3和DeepSort的行人跟踪算法研究 |
3.6 行人检测与跟踪感知实验与分析 |
3.7 本章小结 |
4 基于双目摄像头的行人测距感知算法研究 |
4.1 引言 |
4.2 双目摄像头标定 |
4.3 双目立体匹配 |
4.4 双目测距原理及实现流程 |
4.5 目标测距感知实验与分析 |
4.6 本章小结 |
5 移动机器人感知与跟随系统实现 |
5.1 引言 |
5.2 移动机器人感知与跟随策略 |
5.3 移动机器人底层控制系统实现 |
5.4 移动机器人上层感知系统实现 |
5.5 视觉感知与跟随实验结果与分析 |
5.6 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(3)基于ARM的多功能健康一体机主控系统设计(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外技术现状及趋势 |
1.3 论文主要研究内容 |
1.4 本文的结构安排 |
第2章 系统总体设计 |
2.1 健康一体机的功能 |
2.2 健康一体机的实现方案 |
2.2.1 功能分析 |
2.2.2 实现方案 |
2.3 本章小结 |
第3章 健康一体机硬件系统 |
3.1 STM32最小系统模块 |
3.1.1 晶振 |
3.1.2 复位电路 |
3.1.3 电源 |
3.1.4 BOOT |
3.2 触摸屏 |
3.2.1 TFT-LCD |
3.2.2 TFT-LCD电路连接 |
3.2.3 触摸电路连接 |
3.3 以太网模块连接电路 |
3.4 SDRAM存储器 |
3.4.1 SDRAM简介 |
3.4.2 SDRAM硬件电路 |
3.5 本章小结 |
第4章 操作系统移植 |
4.1 软件系统开发环境 |
4.2 FreeRTOS实时操作系统 |
4.3 FreeRTOS操作系统的移植 |
4.4 任务调度测试 |
4.5 本章小结 |
第5章 网络功能实现 |
5.1 LWIP原理简介 |
5.2 LwIP移植和配置 |
5.2.1 LwIP协议栈移植 |
5.2.2 LwIP协议栈的初始化配置 |
5.3 网络功能测试 |
5.3.1 网络连通性测试 |
5.3.2 系统网络通信功能测试 |
5.4 本章小结 |
第6章 系统交互实现 |
6.1 系统任务流程设计 |
6.2 触摸屏驱动 |
6.3 图形界面 |
6.3.1 图形界面移植 |
6.3.2 图形界面的设计 |
6.4 尿分析仪模块 |
6.4.1 30型OEM尿分析仪模块通信协议及通信命令 |
6.4.2 尿分析仪模块交互界面 |
6.5 心电血压模块 |
6.5.1 心电血压测量原理 |
6.5.2 心电血压模块的通信协议 |
6.5.3 心电血压模块交互界面 |
6.6 脉搏血氧模块 |
6.6.1 脉搏血氧仪的工作原理 |
6.6.2 脉搏血氧仪通信协议 |
6.6.3 脉搏血氧模块交互界面 |
6.7 功能测试 |
6.7.1 尿分析仪模块测试 |
6.7.2 心电血压和脉搏血氧模块测试 |
6.8 本章小结 |
第7章 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
作者简介 |
致谢 |
(4)液压步行机器人嵌入式控制系统设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 课题背景及意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 双足步行机器人及其控制系统研究现状 |
1.3.2 双足步行机器人控制系统发展趋势 |
1.4 研究内容与组织结构 |
第二章 机器人嵌入式控制系统总体方案设计 |
2.1 引言 |
2.2 液压步行机器人样机简介 |
2.3 控制系统设计要求 |
2.4 控制系统通信方案选择 |
2.4.1 控制系统通信速率需求 |
2.4.2 现场总线 |
2.4.3 实时工业以太网 |
2.5 实时操作系统选择 |
2.6 控制系统总体架构 |
2.6.1 规划模块 |
2.6.2 驱动模块 |
2.6.3 传感模块 |
2.7 本章小结 |
第三章 嵌入式控制系统硬件电路设计 |
3.1 引言 |
3.2 规划模块电路设计 |
3.2.1 STM32F407最小系统 |
3.2.2 电源模块 |
3.2.3 JTAG/SWD接口 |
3.2.4 串口电路设计 |
3.2.5 SD卡读写模块 |
3.2.6 网络数据收发模块 |
3.3 传感模块电路设计 |
3.3.1 EtherCAT通信模块 |
3.3.2 姿态传感器模块 |
3.4 驱动模块电路设计 |
3.4.1 电源模块 |
3.4.2 编码器数据采集 |
3.4.3 脚底力信号采集 |
3.4.4 电压输出放大电路 |
3.5 本章小结 |
第四章 嵌入式控制系统软件设计 |
4.1 引言 |
4.2 嵌入式操作系统实现 |
4.2.1 uC/OS-Ⅲ移植 |
4.2.2 任务设计 |
4.3 基于EtherCAT协议的数据通信实现 |
4.3.1 EtherCAT协议运行原理 |
4.3.2 主站软件实现 |
4.3.3 从站软件实现 |
4.4 姿态传感器软件设计 |
4.4.1 ⅡC总线协议 |
4.4.2 MPU6050配置流程 |
4.4.3 姿态解算测试 |
4.5 文件系统软件设计 |
4.5.1 FATFS移植 |
4.5.2 数据读写流程 |
4.6 控制系统总体软件流程 |
4.7 本章小结 |
第五章 机器人关节驱动控制方法研究 |
5.1 引言 |
5.2 控制方法分析 |
5.2.1 PID控制 |
5.2.2 模糊控制 |
5.2.3 自整定模糊PID控制 |
5.3 PID参数对系统性能的影响 |
5.3.1 比例环节对系统性能的影响 |
5.3.2 积分环节对系统性能的影响 |
5.3.3 微分环节对系统性能的影响 |
5.4 液压关节模糊控制仿真 |
5.4.1 模糊规则制定 |
5.4.2 模糊控制器参数设置 |
5.4.3 仿真结果 |
5.5 嵌入式系统中的控制实现 |
5.6 本章小结 |
第六章 嵌入式控制系统实验与分析 |
6.1 引言 |
6.2 实验平台搭建 |
6.3 数据传输实验 |
6.4 数据采集实验 |
6.5 机器人运动控制实验 |
6.5.1 单关节控制实验 |
6.5.2 控制周期实验 |
6.5.3 多关节联动实验 |
6.5.4 步行实验 |
6.6 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间研究成果 |
(5)搬运机器人嵌入式控制系统的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
缩略词 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 搬运机器人国内外研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 机器人控制系统国内外研究现状 |
1.4 论文主要研究内容 |
第二章 机器人嵌入式控制系统整体方案设计 |
2.1 嵌入式系统简介 |
2.1.1 嵌入式系统的定义 |
2.1.2 嵌入式系统的组成结构 |
2.1.3 嵌入式系统的特点 |
2.2 搬运机器人的机械结构 |
2.3 伺服驱动器及电机的选用 |
2.4 系统硬件平台方案选择 |
2.4.1 硬件功能需求分析 |
2.4.2 嵌入式处理器的选择 |
2.5 系统软件平台方案选择 |
2.6 嵌入式控制系统总体结构 |
2.7 本章小结 |
第三章 控制系统软硬件平台的设计 |
3.1 外围电路设计 |
3.1.1 系统存储器设计 |
3.1.2 串行通讯接口设计 |
3.1.3 USB接口设计 |
3.1.4 以太网接口设计 |
3.2 USB摄像头与无线网卡的选择 |
3.2.1 USB摄像头选型 |
3.2.2 USB无线网卡选型 |
3.3 嵌入式开发环境的建立 |
3.3.1 Linux系统的安装及网络配置 |
3.3.2 交叉编译工具链的安装 |
3.3.3 Bootloader的移植 |
3.3.4 嵌入式Linux内核的移植 |
3.3.5 根文件系统的构建 |
3.4 嵌入式网页服务器的移植 |
3.4.1 BOA服务器的分析 |
3.4.2 BOA的移植与配置 |
3.4.3 CGIC库的移植 |
3.5 嵌入式视频流服务器的移植 |
3.6 SQLite数据库的移植 |
3.7 本章小结 |
第四章 控制系统软件设计与开发 |
4.1 控制系统软件开发架构 |
4.2 Linux驱动程序的开发 |
4.2.1 I/O驱动程序的开发 |
4.2.2 串口驱动程序的开发 |
4.3 用户登录模块 |
4.4 视频监控模块 |
4.4.1 V4L2接口 |
4.4.2 视频监控模块的开发 |
4.5 串口通讯模块 |
4.5.1 通信协议 |
4.5.2 通讯模块的开发 |
4.6 运动控制模块 |
4.6.1 手动模式 |
4.6.2 自动模式 |
4.7 避障模块 |
4.7.1 机器人及障碍物模型的简化 |
4.7.2 机器人与障碍物碰撞条件分析 |
4.7.3 基于ROS的多个障碍物避障 |
4.7.4 机器人避障模块的开发 |
4.8 故障警示与处理模块 |
4.9 本章小结 |
第五章 系统测试 |
5.1 测试环境 |
5.2 系统功能测试 |
5.3 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
附录 |
(6)微小型机器人隐形导航技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 论文选题的背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 论文研究内容及创新点 |
1.4 论文组织结构 |
第二章 隐形导航的设计方案 |
2.1 原系统的显性导航方案 |
2.2 路径检测装置的工作原理 |
2.2.1 电容式传感器 |
2.2.2 电感式传感器 |
2.2.3 RFID系统 |
2.3 隐形导航设计方案的确定 |
2.3.1 对路径检测装置选择的要求 |
2.3.2 设计方案确定 |
第三章 ZigBee无线网络的设计 |
3.1 ZigBee网络通信原理 |
3.1.1 ZigBee与IEEE802.15.4标准 |
3.1.2 物理层 |
3.1.3 介质访问控制层 |
3.1.4 网络层 |
3.1.5 应用层 |
3.2 ZigBee网络拓扑结构 |
3.3 基于网络编码的ZigBee通信 |
3.4 组网过程 |
3.4.1 网络构建 |
3.4.2 网络地址分配 |
第四章 微小型机器人系统的硬件设计 |
4.1 系统结构的总体设计 |
4.2 主控制模块 |
4.2.1 Arduino简介 |
4.2.2 Arduino处理器 |
4.3 路径检测模块 |
4.3.1 电感式传感器 |
4.3.2 RFID系统 |
4.4 XBee通信模块 |
4.5 电机驱动模块 |
第五章 微小型机器人系统的软件设计 |
5.1 硬件模块驱动程序 |
5.1.1 路径检测模块程序设计 |
5.1.2 XBee通信模块程序设计 |
5.1.3 电机驱动模块程序设计 |
5.2 主程序设计 |
第六章 系统测试验证及改进方案 |
6.1 系统测试验证 |
6.1.1 软硬件测试 |
6.1.2 XBee通信效率测试 |
6.1.3 比赛验证 |
6.2 系统改进方案 |
6.2.1 ARM内核系列 |
6.2.2 ARM Cortex-M3处理器 |
6.2.3 LM3S1138概述 |
6.3 嵌入式实时操作系统 |
6.3.1 嵌入式实时操作系统概述 |
6.3.2 典型的实时操作系统介绍与比较 |
6.4 μC/OS-Ⅱ实时操作系统 |
6.4.1 μC/OS-Ⅱ的体系结构 |
6.4.2 μC/OS-Ⅱ的任务状态 |
6.4.3 μC/OS-Ⅱ的任务管理和任务调度 |
6.4.4 μC/OS-Ⅱ的任务间通信和同步 |
第七章 改进方案的具体设计 |
7.1 μC/OS-Ⅱ系统的移植 |
7.1.1 移植的条件 |
7.1.2 移植的具体操作 |
7.2 系统各模块设计 |
7.2.1 XBee通信摸块 |
7.2.2 路径检测模块 |
7.2.3 电机模块 |
7.3 系统的控制应用程序设计 |
7.3.1 初始化任务 |
7.3.2 路径检测和协作控制任务 |
7.3.3 串口接收任务 |
7.3.4 串口发送任务 |
7.4 改进方案测试及总结 |
第八章 总结和展望 |
8.1 总结 |
8.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士期间发表的论文 |
(7)内燃平衡重叉车横向稳定性控制系统设计(论文提纲范文)
1 系统硬件电路设计与实现 |
1.1 MC9S12XS128及其最小系统 |
1.2 系统硬件电路设计 |
2 系统软件设计 |
2.1 嵌入式实时操作系统μC/OS-II |
2.2 移植μC/OS-II到MC9S12XS128 |
2.3 基于μC/OS-II的系统软件设计 |
2.3.1 系统控制策略 |
2.3.2 系统软件的总体结构 |
2.3.3 任务子程序设计 |
3 实车试验 |
4结论 |
(8)塔式起重机安全监控系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题的研究背景和意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 选题目的意义 |
1.2 塔机安全监控研究动态 |
1.2.1 国外发展状况 |
1.2.2 国内发展状况 |
1.2.3 研究进展 |
1.3 嵌入式系统技术 |
1.3.1 嵌入式系统发展 |
1.3.2 嵌入式处理器发展 |
1.3.3 嵌入式操作系统发展 |
1.4 本文主要研究内容 |
第二章 系统硬件设计 |
2.1 中央处理模块 |
2.2 外围接口 |
2.2.1 电源模块 |
2.2.2 晶振电路模块 |
2.2.3 复位电路模块 |
2.3 数据采集模块 |
2.4 无线传输模块 |
2.4.1 塔机之间无线传输模块设计 |
2.4.2 汇聚节点向上位机无线传输模块设计 |
2.5 显示模块 |
2.6 存储器模块 |
2.6.1 SD 卡电路 |
2.6.2 DRAM 存储器电路 |
2.7 USB 串口模块 |
2.8 小结 |
第三章 无线通讯设计 |
3.1 塔机普通节点与汇聚节点通讯设计 |
3.1.1 CC1110 通讯协议 |
3.1.2 塔机间通讯程序设计 |
3.1.3 塔机群组网过程 |
3.2 塔机汇聚节点与上位机通讯设计 |
3.2.1 GPRS 通讯协议 |
3.2.2 塔机与上位机通讯方案 |
3.3 小结 |
第四章 系统软件设计 |
4.1 塔机监控系统初始化程序 |
4.1.1 引导程序 U-Boot 的配置和编译 |
4.1.2 Linux 内核的配置和编译 |
4.2 塔机监控系统文件系统 |
4.3 塔机监控设备驱动程序 |
4.4 QT/Embedded 建立图形用户界面 |
4.5 相邻塔机防撞系统 |
4.6 小结 |
第五章 塔机安全监控系统上位机设计 |
5.1 人机交互界面设计 |
5.2 与数据库连接设计 |
5.3 小结 |
第六章 结论和展望 |
6.1 结论 |
6.2 下一步展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
(9)数控系统多通道技术的研究与实现(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
目录 |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 所涉及领域的发展现状 |
1.2.1 具有复合功能的数控系统 |
1.2.2 多通道数控技术的现状 |
1.2.3 多通道数控技术的趋势 |
1.3 本文主要的工作 |
1.4 本文的组织结构 |
第二章 多通道数控系统的总体设计方案 |
2.1 多通道系统的组成 |
2.2 多通道系统的技术要求 |
2.3 多通道系统的硬件设计方案 |
2.3.1 PC 机实现的功能 |
2.3.2 驱动接口板实现的功能 |
2.3.3 I/O 板实现的功能 |
2.3.4 手动操作装置实现的功能 |
2.3.5 伺服驱动器实现的功能 |
2.4 软件设计方案 |
2.4.1 实时操作系统的介绍 |
2.4.2 实时操作系统的选择 |
2.5 软件的通讯机制 |
2.6 本章小结 |
第三章 多通道数控系统的硬件架构 |
3.1 基于光纤环路的主从站式设计方法 |
3.1.1 典型的运动控制系统结构 |
3.1.2 光纤环路控制结构 |
3.2 底层的硬件架构 |
3.2.1 光纤主站的结构 |
3.2.2 光纤从站的结构 |
3.2.3 输入输出卡的结构 |
3.3 主要元器件的选型 |
3.3.1 FPGA 选型 |
3.3.2 PCI 接口芯片的选型 |
3.3.3 光电收发模块的选型 |
3.4 主要电路设计方案 |
3.4.1 CH365 相关的电路设计 |
3.4.2 EP1C6Q240 相关电路的设计 |
3.4.3 光模块有关电路的设计 |
3.4.4 差分电路设计 |
3.5 硬件电路的连接 |
3.6 本章小结 |
第四章 多通道数控系统的软件设计 |
4.1 双通道数控系统的软件架构 |
4.2 实时操作系统的实现 |
4.2.1 Linux/Xenomai 的系统结构 |
4.2.2 Xenomai 的实现机制 |
4.3 界面的设计 |
4.4 任务管理层的设计 |
4.4.1 任务管理层的作用 |
4.4.2 任务管理层与图形用户界面层的通信 |
4.4.3 任务管理层与 I/O 控制层的通信 |
4.5 运动控制层的设计 |
4.6 驱动层设计 |
4.7 硬件抽象层的设计 |
4.7.1 硬件抽象层的相关概念 |
4.7.2 硬件抽象层的器件 |
4.7.3 硬件抽象层程序的设计 |
4.8 本章小结 |
第五章 双通道数控系统的实现 |
5.1 界面总体设计 |
5.2 实际应用中通过 NC 代码实现机械手和机床的协调工作 |
5.3 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(10)基于ARM的全地形八足机器人控制系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究的背景与意义 |
1.2 国内外多足机器人的研究现状 |
1.3 多足机器人研究的关键技术 |
1.4 本文研究内容 |
1.5 本章小结 |
2 基于CAN总线的嵌入式控制系统设计 |
2.1 嵌入式系统概述 |
2.2 ARM |
2.3 CAN总线技术 |
2.4 基于CAN总线的嵌入式控制系统设计 |
2.5 本章小结 |
3 控制系统总体设计 |
3.1 机械本体结构 |
3.2 控制系统技术指标 |
3.3 控制系统总体结构设计 |
3.4 关键部件的选择与分析 |
3.5 本章小结 |
4 控制系统硬件设计 |
4.1 上位机 |
4.1.1 上位机PC机 |
4.1.2 光纤视频传输模块 |
4.1.3 上位机MPU |
4.1.4 CAN通信模块I |
4.1.5 备用功能扩展接口 |
4.2 下位机 |
4.2.1 足关节控制器 |
4.2.2 主动力控制器 |
4.3 实物图 |
4.4 本章小结 |
5 控制系统软件算法研究 |
5.1 CAN通信 |
5.1.1 基于WinCE6.0的CAN驱动 |
5.1.2 CAN通信 |
5.2 主动力控制器 |
5.2.1 主动力电机伺服控制 |
5.2.2 无线遥控通信 |
5.2.3 传感器信号采集与处理 |
5.3 足关节控制器 |
5.3.1 足关节电机控制 |
5.3.2 状态显示 |
5.4 全局最短路径规划 |
5.4.1 蚁群算法基本原理 |
5.4.2 基于matlab的全局最短路径规划仿真 |
5.5 步态规划与多关节协调 |
5.6 本章小结 |
6 实验测试 |
6.1 CAN通讯 |
6.2 光纤通讯 |
6.3 电机驱动 |
6.4 传感检测 |
6.5 模拟电压输出 |
6.6 机器人运动控制 |
6.7 GPS扩展接口 |
6.8 足关节协调控制 |
6.9 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
四、拟人机器人和嵌入式实时操作系统(论文参考文献)
- [1]基于STM32的六足机器人控制系统研究[D]. 王超. 长安大学, 2020(06)
- [2]基于ROS的轮式移动机器人行人目标视觉感知与跟随系统研究[D]. 张亚斌. 中国矿业大学, 2019(09)
- [3]基于ARM的多功能健康一体机主控系统设计[D]. 刘忠禹. 吉林大学, 2018(01)
- [4]液压步行机器人嵌入式控制系统设计[D]. 徐振东. 东南大学, 2017(04)
- [5]搬运机器人嵌入式控制系统的研究[D]. 崔惠婷. 南京航空航天大学, 2017(03)
- [6]微小型机器人隐形导航技术研究[D]. 胡淼. 东南大学, 2016(03)
- [7]内燃平衡重叉车横向稳定性控制系统设计[J]. 夏光,唐希雯,汪韶杰,彭建刚. 合肥工业大学学报(自然科学版), 2014(04)
- [8]塔式起重机安全监控系统研究[D]. 魏金鹤. 济南大学, 2013(06)
- [9]数控系统多通道技术的研究与实现[D]. 谢志明. 华南理工大学, 2013(01)
- [10]基于ARM的全地形八足机器人控制系统研究[D]. 朱燕生. 南京理工大学, 2013(07)