用三點法實現(xiàn)機器人三維位置測量的研究摘 要 ：提 出 了一 種 微 小 爬 壁 機 器 人 三 維 位 置 測 量 的新 方 法 。筆 者 通 過 深 入 分 析 研 究各 種 位 置 測 控 方 法 與 系 統(tǒng) ，提 出采 用單 目視 覺方 法 中的 聚 焦法 ，以 CCD作 為 傳 感 器 ，用 三 點 法 實現(xiàn) 對 機 器 人 的 三 維 位 置 測 量 。 驗 證性 實驗 結果表 明 ，本研 究提 出的測 量原 理和 系統(tǒng)是 正 確 可行 的 。 關鍵詞 ：機 器人 ；位置 測量 ；CCD傳 感 器 ；單 目視 覺 ；攝 像 機 標 定 中 圖分 類 號 ：TP242．6 文 獻 標 識 碼 ：B Abstract：A new 3D position measurementmethod Ofa wall—climbing micro robothas been researched．Researc— hing on the various position measuring and controlling method，theauthorhasputforwardanewprojecttomeas— ure the 3D position of the robot，in which the focusing method with singlecamera and CCD sensorhasbeen used to getthe position information．The elementary experiment has verified the principle and the system． Key words：robot；position detection；CCD sensor；single camera vision；camera caiibration 位置測量技 術是智 能機 器人 的關鍵 技術 ，是各 種 機器人控 制系統(tǒng) 中極 為重 要 的環(huán)節(jié) ，也 是 國內外研 究 的熱點所 在。 按 照測試 系統(tǒng) 與被 測機 器 人 的關 系 ，可 以將位 置 測量技術 分為接觸 式和非接觸式 兩大類 。接觸 式測量 系統(tǒng) 由于在測 量過程 中或多或少地 對機器人施 加 了載 荷 ，因而僅適用于靜 態(tài) 位置測 量 。而動 態(tài) 位 置測量 系 統(tǒng) 主要分 5類 ：①激光跟蹤 系統(tǒng) ；@ CCD交 互測量 收 稿 日期 ：2001—07—03 基 金項 目：國家 863高科技 研 究 資助 項 目(9804-06)；教 育 部 高 等 學校 骨干教 師 資助 計 3t,j項 目 作者 簡 介 ：張 智海 (1973一 )，男 ，工 學碩 士 ，主 要 研 究 方 向 為 智 能 機 器人 測 控 技 術 。 系統(tǒng) ；③ 超聲波 測量 系統(tǒng) ；④ PSD(positionsensitivede— vice)位 置 測 量 系統(tǒng) ；⑤ 帶 有 接 近覺 傳 感 器 的 測量 系 統(tǒng) 。位置測量 還可 以從另一個分類 角度劃分為主動式 測量和被動 式測 量 。主動式測 量主要可 以分為結 構光方法和激光 自動聚焦法兩類 。被 動式測量 主要 可 以分為雙 目視 覺 、三 目視覺 、單 目視覺 等方法 。 對 比以上各種方法 的 優(yōu)缺 點 ，針對 筆者 研制 的微 小爬壁機器人 的空 間三 維位 置 測量 的要 求 ，測量 系統(tǒng) 必須滿足尺 寸小 、分 辨率 高 、穩(wěn)定 性 和可 靠性 好 、時 間 響應快等特 點 ，提 出了采用 單 目視覺方法 中的聚焦法 ， 選用 CCD作 為傳感器 ，用 三點法實現(xiàn)對機器人 的三維 位置測量 ，并用 Matlab和 V
標簽： 機器人
上傳時間： 2022-02-12
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隨著數(shù)碼技術的不斷發(fā)展，數(shù)字圖像處理的應用領域不斷擴大，其實時處理技術成為研究的熱點。VLSI技術的迅猛發(fā)展為數(shù)字圖像實時處理技術提供了硬件基礎。其中FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)的特點使其非常適用于進行一些基于像素級的圖像處理。 傳統(tǒng)的圖像顯示系統(tǒng)必須連接到PC才能觀察圖像視頻，存在著高速實時性、穩(wěn)定性問題。本設計脫離高清晰工業(yè)相機必須與PC連接才可以觀看到高清晰圖像的束縛，實現(xiàn)系統(tǒng)的小型化。針對130萬像素彩色1/2英寸鎂光CMOS圖像傳感器，提出用硬件實現(xiàn)Bayer格式到RGB格式轉換的設計方案，完成由黑白圖像到高清彩色圖像的轉換，用SDRAM作緩存，輸出標準VGA信號，可直接連接VGA顯示器、投影儀等設備進行實時的視頻圖像觀看，與模擬相機740X576分辨率(480線)圖像相比，設計圖像畫質相當于1280X1024分辨率(750線)，最高幀率25fps，整個結構應用FPGA作為主控制器，用少量的緩存代替?zhèn)鹘y(tǒng)的大容量存儲，加快了運算速率，減小了電路規(guī)模，滿足圖像實時處理的要求，使展現(xiàn)出來的視頻圖像得到質的飛躍。可以廣泛應用于工業(yè)控制和遠程監(jiān)控等領域。 論文研究的重點是采用altera公司EP2C芯片前端驅動CMOS圖像傳感器，實時采集Bayer圖像象素，分析研究CFA圖像插值算法，實現(xiàn)了基于FPGA的實時線性插值算法，能夠對輸入是每像素8bit、分辨率為1280×1204的Bayer模式圖像數(shù)據(jù)進行實時重構，輸出彩色RGB圖像。由端口FIFO作為數(shù)據(jù)緩沖，存儲一幀圖像到高速SDRAM，構建VGA顯示控制器，實現(xiàn)對輸入是每像素24bit(RGB101010)、分辨率為640×480、幀頻25HZ彩色圖像進行實時顯示。 整個模塊結構包括電源模塊單元等、CMOS成像單元、FPGA數(shù)據(jù)處理單元、SDRAM控制單元、VGA顯示接口單元。 最后，對系統(tǒng)進行了調試。經(jīng)實驗驗證，系統(tǒng)達到了實時性，能正確和可靠的工作。整個設計模塊能夠滿足高幀率和高清晰的實時圖像處理，占用系統(tǒng)資源很少，用較少的時間完成了圖像數(shù)據(jù)的轉換，提高了效率。
標簽： FPGA 實時圖像采集 與處理系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-08
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擴頻通信技術是信息時代的三大高技術通信傳輸方式之一，與常規(guī)的通信技術相比。具有低截獲率、強抗噪聲、抗干擾性，具有信息隱蔽和多址通信等特點，目前已從軍事領域向民用領域迅速發(fā)展。在民用化之后，它被迅速推廣到各種公用和專用通信網(wǎng)絡之中，如衛(wèi)星通信、數(shù)據(jù)傳輸、定位、測距等系統(tǒng)中。 擴頻通信技術中，最常見的是直接序列擴頻通信(DSSS)系統(tǒng)，然而目前專用擴頻芯片大部分功能都已固化。缺少產品開發(fā)的靈活性。其次，目前用FPGA與DSP相結合實現(xiàn)的直接序列擴頻的收發(fā)系統(tǒng)比較多，系統(tǒng)復雜且成本高。另外，現(xiàn)代擴頻通信系統(tǒng)在接收和發(fā)送端需要完成許多快速復雜的信號處理，這對電路的可靠性和處理速度提出了更高的要求。因此，設計一個全部用FPGA技術實現(xiàn)的擴頻通信收、發(fā)系統(tǒng)具有較強的實際應用價值。 根據(jù)FPGA的高速并行處理能力和全硬件實現(xiàn)的特點，采用直接序列擴頻技術，借助QuartusⅡ6.0及Protel99se工具，完成了系統(tǒng)的軟件仿真和硬件電路設計。實驗結果表明，比用傳統(tǒng)的FPGA與DSP相結合實現(xiàn)方式，提高了處理速度，減少了硬件延時。同時采用了流水線技術，提高了系統(tǒng)并行處理的能力。并且系統(tǒng)功能可以通過程序來修改和升級，與專用擴頻芯片相比，具有很大的靈活性。所有模塊都集成在一個芯片中，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
上傳時間： 2013-05-18
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LT®1991提供了很多的功能，因而有可能是您必須保持一定庫存量的最後一款放大器。它不是一款應用受限的單用途差分或儀表放大器。
上傳時間： 2013-10-26
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模塊電源的電氣性能是通過一系列測試來呈現(xiàn)的，下列為一般的功能性測試項目，詳細說明如下： 電源調整率(Line Regulation) 負載調整率(Load Regulation) 綜合調整率(Conmine Regulation) 輸出漣波及雜訊(Ripple & Noise) 輸入功率及效率(Input Power, Efficiency) 動態(tài)負載或暫態(tài)負載(Dynamic or Transient Response) 起動(Set-Up)及保持(Hold-Up)時間 常規(guī)功能(Functions)測試 1. 電源調整率 電源調整率的定義為電源供應器于輸入電壓變化時提供其穩(wěn)定輸出電壓的能力。測試步驟如下：于待測電源供應器以正常輸入電壓及負載狀況下熱機穩(wěn)定后，分別于低輸入電壓(Min)，正常輸入電壓(Normal)，及高輸入電壓(Max)下測量并記錄其輸出電壓值。 電源調整率通常以一正常之固定負載(Nominal Load)下，由輸入電壓變化所造成其輸出電壓偏差率(deviation)的百分比，如下列公式所示： [Vo(max)-Vo(min)] / Vo(normal) 2. 負載調整率 負載調整率的定義為開關電源于輸出負載電流變化時，提供其穩(wěn)定輸出電壓的能力。測試步驟如下：于待測電源供應器以正常輸入電壓及負載狀況下熱機穩(wěn)定后，測量正常負載下之輸出電壓值，再分別于輕載(Min)、重載(Max)負載下，測量并記錄其輸出電壓值(分別為Vo(max)與Vo(min))，負載調整率通常以正常之固定輸入電壓下，由負載電流變化所造成其輸出電壓偏差率的百分比，如下列公式所示： [Vo(max)-Vo(min)] / Vo(normal) 3. 綜合調整率 綜合調整率的定義為電源供應器于輸入電壓與輸出負載電流變化時，提供其穩(wěn)定輸出電壓的能力。這是電源調整率與負載調整率的綜合，此項測試系為上述電源調整率與負載調整率的綜合，可提供對電源供應器于改變輸入電壓與負載狀況下更正確的性能驗證。 綜合調整率用下列方式表示：于輸入電壓與輸出負載電流變化下，其輸出電壓之偏差量須于規(guī)定之上下限電壓范圍內(即輸出電壓之上下限絕對值以內)或某一百分比界限內。 4. 輸出雜訊 輸出雜訊(PARD)系指于輸入電壓與輸出負載電流均不變的情況下，其平均直流輸出電壓上的周期性與隨機性偏差量的電壓值。輸出雜訊是表示在經(jīng)過穩(wěn)壓及濾波后的直流輸出電壓上所有不需要的交流和噪聲部份(包含低頻之50/60Hz電源倍頻信號、高于20 KHz之高頻切換信號及其諧波，再與其它之隨機性信號所組成))，通常以mVp-p峰對峰值電壓為單位來表示。 一般的開關電源的規(guī)格均以輸出直流輸出電壓的1%以內為輸出雜訊之規(guī)格，其頻寬為20Hz到20MHz。電源實際工作時最惡劣的狀況(如輸出負載電流最大、輸入電源電壓最低等)，若電源供應器在惡劣環(huán)境狀況下，其輸出直流電壓加上雜訊后之輸出瞬時電壓，仍能夠維持穩(wěn)定的輸出電壓不超過輸出高低電壓界限情形，否則將可能會導致電源電壓超過或低于邏輯電路(如TTL電路)之承受電源電壓而誤動作，進一步造成死機現(xiàn)象。 同時測量電路必須有良好的隔離處理及阻抗匹配，為避免導線上產生不必要的干擾、振鈴和駐波，一般都采用雙同軸電纜并以50Ω于其端點上，并使用差動式量測方法(可避免地回路之雜訊電流)，來獲得正確的測量結果。 5. 輸入功率與效率 電源供應器的輸入功率之定義為以下之公式： True Power = Pav(watt) = Vrms x Arms x Power Factor 即為對一周期內其輸入電壓與電流乘積之積分值，需注意的是Watt≠VrmsArms而是Watt=VrmsArmsxP.F.，其中P.F.為功率因素(Power Factor)，通常無功率因素校正電路電源供應器的功率因素在0.6～0.7左右，其功率因素為1～0之間。 電源供應器的效率之定義為為輸出直流功率之總和與輸入功率之比值。效率提供對電源供應器正確工作的驗證，若效率超過規(guī)定范圍，即表示設計或零件材料上有問題，效率太低時會導致散熱增加而影響其使用壽命。 6. 動態(tài)負載或暫態(tài)負載 一個定電壓輸出的電源，于設計中具備反饋控制回路，能夠將其輸出電壓連續(xù)不斷地維持穩(wěn)定的輸出電壓。由于實際上反饋控制回路有一定的頻寬，因此限制了電源供應器對負載電流變化時的反應。若控制回路輸入與輸出之相移于增益(Unity Gain)為1時，超過180度，則電源供應器之輸出便會呈現(xiàn)不穩(wěn)定、失控或振蕩之現(xiàn)象。實際上，電源供應器工作時的負載電流也是動態(tài)變化的，而不是始終維持不變(例如硬盤、軟驅、CPU或RAM動作等)，因此動態(tài)負載測試對電源供應器而言是極為重要的。可編程序電子負載可用來模擬電源供應器實際工作時最惡劣的負載情況，如負載電流迅速上升、下降之斜率、周期等，若電源供應器在惡劣負載狀況下，仍能夠維持穩(wěn)定的輸出電壓不產生過高激(Overshoot)或過低(Undershoot)情形，否則會導致電源之輸出電壓超過負載組件(如TTL電路其輸出瞬時電壓應介于4.75V至5.25V之間，才不致引起TTL邏輯電路之誤動作)之承受電源電壓而誤動作，進一步造成死機現(xiàn)象。 7. 啟動時間與保持時間 啟動時間為電源供應器從輸入接上電源起到其輸出電壓上升到穩(wěn)壓范圍內為止的時間，以一輸出為5V的電源供應器為例，啟動時間為從電源開機起到輸出電壓達到4.75V為止的時間。 保持時間為電源供應器從輸入切斷電源起到其輸出電壓下降到穩(wěn)壓范圍外為止的時間，以一輸出為5V的電源供應器為例，保持時間為從關機起到輸出電壓低于4.75V為止的時間，一般值為17ms或20ms以上，以避免電力公司供電中于少了半周或一周之狀況下而受影響。 8. 其它 在電源具備一些特定保護功能的前提下，還需要進行保護功能測試，如過電壓保護(OVP)測試、短路保護測試、過功保護等
上傳時間： 2013-10-22
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PLC 以 其 可靠性高、抗干擾能力強、配套齊全、功能完善、適應性強等特點，廣泛應用于各種控制領域。PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備，使用梯形圖符號進行編程，與繼電器電路相當接近，被廣大工程技術人員接受。但是在實際應用中，如何編程能夠提高PLC程序運行速度是一個值得我們思考研究的問題。1 PLC工作原理PLC 與 計 算機的工作原理基本相同，即在系統(tǒng)程序的管理下，通過運行應用程序完成用戶任務。但兩者的工作方式有所不同。計算機一般采用等待命令的工作方式，而PLC在確定了工作任務并裝人了專用程序后成為一種專用機，它采用循環(huán)掃描工作方式，系統(tǒng)工作任務管理及應用程序執(zhí)行都是用循環(huán)掃描方式完成的。PLC 有 兩 種基本的工作狀態(tài)，即運行(RUN)與停止(STOP)狀態(tài)。在這兩種狀態(tài)下，PLC的掃描過程及所要完成的任務是不盡相同的，如圖1所示。 PLC在RUN工作狀態(tài)時，執(zhí)行一次掃描操作所的時間稱為掃描周期，其典型值通常為1一100nis，不同PLC廠家的產品則略有不同。掃描周期由內部處理時間、輸A/ 輸出處理執(zhí)行時間、指令執(zhí)行時間等三部分組成。通常在一個掃描過程中，執(zhí)行指令的時間占了絕大部分，而執(zhí)行指令的時間與用戶程序的長短有關。用戶 程 序 是根據(jù)控制要求由用戶編制，由許多條PLC指令所組成。不同的指令所對應的程序步不同，以三菱FX2N系列的PLC為例，PLC對每一個程序步操作處理時間為:基本指令占0.741s/步，功能指令占幾百微米/步。完成一個控制任務可以有多種編制程序的方法，因此，選擇合理、巧妙的編程方法既可以大大提高程序運行速度，又可以保證可靠性。 提高PLC程序運行速度的幾種編程方法2.1 用數(shù)據(jù)傳送給位元件組合的方法來控制輸出在 PL C應 用編程中，最后都會有一段輸出控制程序，一般都是用邏輯取及輸出指令來編寫，如圖2所示。在圖2所示的程序中，邏輯取的程序步為1，輸出的程序步為2，執(zhí)行上述程序共需3個程序步。通常情況下，PLC要控制的輸出都不會是少量的，比如，有8個輸出，在條件滿足時要同時輸出。此時，執(zhí)行圖2所示的程序共需17個程序步。若我們通過位元件的組合并采用數(shù)據(jù)傳送的方法來完成圖2所示的程序，就會大大減少程序步驟。在三 菱 PLC中，只處理ON/OFF狀態(tài)的元件(如X,Y,M和S)，稱為位元件。但將位元件組合起來也可以處理數(shù)據(jù)。位元件組合由Kn加首元件號來表示。位元件每4bit為一組組合成單元。如K YO中的n是組數(shù)，當n=1時，K,Yo 對應的是Y3一Yo。當n二2時，KZYo對應的是Y7一Yo。通過位元件組合，就可以用處理數(shù)據(jù)的方式來處理位元件，圖2程序所示的功能可用圖3所示的傳送數(shù)據(jù)的方式來完成。
上傳時間： 2013-11-11
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德州儀器 (TI) 處理器幾乎能滿足您所能想到的各種應用需求。我們陣營強大的處理器系列擁有各種價位、性能及功耗的產品可供選擇，能滿足幾乎任何數(shù)字電子設計的要求。利用 TI 廣博的系統(tǒng)專業(yè)知識、針對外設設計的全方位支持以及隨時可方便獲得的全套軟件與配套模擬組件，您能夠實現(xiàn)無窮無盡的設計方案。德州儀器 2008 年第二季度 數(shù)字信號處理選擇指南TI 數(shù)字信號處理技術介紹1Ô數(shù)字媒體處理器OMAP應用處理器C6000數(shù)字信號處理器C5000數(shù)字信號處理器C2000數(shù)字信號處理器MSP430微控制器音頻汽車通信工業(yè)醫(yī)療安全監(jiān)控視頻無線主要特性完整的定制型視頻解決方案低功耗與高性能高性能低功耗與高性能結合高性能與高集成度可實現(xiàn)更環(huán)保的工業(yè)應用超低功耗達芬奇數(shù)字媒體處理器：針對數(shù)字視頻而精心優(yōu)化達芬奇 (DaVinci) 技術包括可擴展的可編程信號處理片上系統(tǒng) (SoC)、加速器與外設，專為滿足各種視頻終端設備在性價比與特性方面的要求進行了優(yōu)化。最新的 OMAP™ 應用處理器：最佳的通用多媒體與圖形功能TI 高度可擴展的 OMAP 平臺能夠以任何單芯片組合實現(xiàn)業(yè)界通用多媒體與圖形處理功能的最佳組合。最新推出的四款 OMAP35x 器件的目標應用非常廣泛，其中包括便攜式導航設備、因特網(wǎng)設備、便攜式媒體播放器以及個人醫(yī)療設備等。最高性能：TMS320C6000™ DSP平臺C6000™ DSP 平臺可提供業(yè)界最高性能的定點與浮點 DSP，理想適用于視頻、影像、寬帶基礎局端以及高性能音頻等應用領域。低功耗與高性能相結合：TMS320C5000™ DSP 平臺C5000™ DSP 平臺不僅可提供業(yè)界最低的待機功耗，同時還支持高級自動化電源管理，能夠充分滿足諸如數(shù)字音樂播放器、VoIP、免提終端附件、GPS 接收機以及便攜式醫(yī)療設備等個人及便攜式產品的需求。結合類似 MCU 的控制功能與DSP 的高性能：TMS320C2000™數(shù)字信號控制器C2000™ 數(shù)字信號控制器 (DSC) 平臺融合了控制外設的集成功能與微控制器 (MCU) 的易用性，以及 TI 先進DSP 技術的處理能力和 C 語言編程效率。C2000 DSC 理想適用于嵌入式工業(yè)應用，如數(shù)字馬達控制、數(shù)字電源以及智能傳感器等。MSP430 超低功耗微控制器平臺TI MSP430 系列超低功耗 16 位 RISC 混合信號處理器可為電池供電的測量應用提供具有終極性能的解決方案。TI充分發(fā)揮自身在混合信號與數(shù)字技術領域卓越的領先優(yōu)勢， 推出的MSP430 使系統(tǒng)設計人員不僅能夠同時實現(xiàn)與模擬信號、傳感器與數(shù)字組件的接口相連，而且還能實現(xiàn)無與倫比的低功耗。輕松易用的軟件與開發(fā)工具對于加速 DSP 產品開發(fā)而言，TMS320™ DSP 獲得了 eXpressDSP™ 軟件與開發(fā)工具的支持，其中包括Code Composer Studio™ IDE、DSP/BIOS™內核、TMS320 DSP 算法標準以及眾多可重復使用的模塊化軟件等，均來自業(yè)界最大規(guī)模開發(fā)商網(wǎng)絡。配套模擬產品TI 可提供各種配套的數(shù)據(jù)轉換器、電源管理、放大器、接口與邏輯產品，能夠充分滿足您設計的整體需求。
標簽： 數(shù)字信號處理 選擇指南
上傳時間： 2013-10-14
上傳用戶：jasson5678
用Keilc編寫的讀取計算機pc鍵盤碼的程序，主要包括了鍵碼表和轉換表
上傳時間： 2013-12-26
上傳用戶：趙云興
用DSP進行mp3解壓縮的算法原程序，包括Huffman decoder，windowing.c等
上傳時間： 2014-01-05
上傳用戶：妄想演繹師
該詞法分析程序用VC++ 6.0編寫，以FileOpenDialog打開的*.c或*.cpp文件為語言字集的源程序作為詞法分析程序的輸入數(shù)據(jù),經(jīng)詞法分析程序分析后的結果保存在源文件的同目錄的output.txt文件中。在詞法分析中，自文件頭開始掃描源程序字符，一旦發(fā)現(xiàn)符合“單詞”定義的源程序字符串時，將它翻譯成固定長度的單詞內部表示，并查填適當?shù)男畔⒈怼＝?jīng)過詞法分析后，源程序字符串（源程序的外部表示）被翻譯成具有等長信息的單詞串（源程序的內部表示），并產生兩個表格：常數(shù)表和標識符表，它們分別包含了源程序中的所有常數(shù)和所有標識符。
上傳時間： 2014-09-10
上傳用戶：zhaiyanzhong
