机电系统综合实践.docVIP

第 PAGE 10 页 （共 NUMPAGES 10 页） 机电工程学院_________专业_______年级______班 姓名_________学号________________ ………………………………………装 …………………………………订 …………………………… 线 ………………………… 15级机械电子专业《机电系统综合实践》课程设计报告 基于STM32的机械臂控制 设计目的 1．掌握STM32的基本工作原理和开发使用方法； 2．掌握STM32中断结构和对中断的处理过程； 3．掌握STM32异步串口的工作原理和使用方法； 4．掌握OV2640、蓝牙模块和键盘的使用原理及编程方法； 5．掌握舵机工作原理和使用方法； 6．熟悉6自由度机械臂正逆运动学分析方法。 设计内容 本实验使用OV2640获取“跳一跳”游戏界面图像，经STM32开发板处理后获取控制信息，发送至机械臂控制其自动进行游戏。具体内容分解如下： 1．在STM32开发板上使用OV2640获取图像，并在液晶显示屏上显示； 2．通过异步串口（蓝牙）在上位机上显示预处理后的图像； 3．对预处理后的图像进一步处理，获取目标点和距离等信息，进一步计算获取机械臂控制信息； 4．经串口将控制信息发送至机械臂； 5．使用按键控制STM32开发板的工作状态。 设计原理 图像信息采集及处理 根据设计要求，采用OV2640获取“跳一跳”游戏界面图像，并进行调试采集图像分辨率，其工作原理是：按一定的分辨率，以隔行扫描的方式采样图像上的点，当扫描到某点时，就通过图像传感芯片将该点处图像成一一对应关系的电压值，然后将此电压值通过视频信号端输出，并将图片保存在相应的存储器内。通过图像矩阵赋值为对应的RGB值，调试出所需的灰度图像。 功能（函数）分解 图像转换及灰度处理功能函数： //图像转换将16位值分别赋值给r,g,b while(pixcnt 100*120*2) { r=ov2640_rgb565[pixcnt] 0xF8; g=((ov2640_rgb565[pixcnt]0x07)5)+((ov2640_rgb565[pixcnt+1] 0xE0)3); b=(ov2640_rgb565[pixcnt+1] 0xF8)3; //图像的灰度处理 ov2640_HSV[pixcnt1++]=(r*30 + g*59 + b*11 + 50)/100; pixcnt += 2; } pixcnt=0; pixcnt1=0; img_out(); //寻找图像的最低亮度 图一 程序路程图机电 图一 程序路程图 ………………………………………装 …………………………………订 …………………………… 线 ………………………… min=255;// for(i=0;i100;i++) for(j=0;j120/2;j++) if(ov2640_HSV[i*120+j]min) min=ov2640_HSV[i*120+j]; //寻找相邻的像素小于50的像素点 for(i=0;i100;i++) for(j=120-1;j0;j--) if((int)ov2640_HSV[i*120+j] -(int)ov2640_HSV[i*120+j-1])-50) { right1[i]=j-1; break; } 程序流程图 获取目标点和距离（函数） //寻找棋子的中心点 left=0; right=0; for(i=100-1;(int)i0;i--) for(j=0;jright1[i];j++) if(ov2640_HSV[i*120+j]==min) { left=j; for(k=right1[i];k0;k--) if(ov2640_HSV[i*120+k]==min) { right=k; goto MAN_X; } } LCD_ShowChar(man_x*4,man_y*4,X,24,1); 机械臂的控制 （1）RP 关节是组成机械臂/机器人的基础，R 是旋转关节（Revolute Joint），P是平移关节（Prismatic Joint）。基础关节肯定是只有一个自由度(Degree of freedom/DOF)的，旋转关节只绕某一个轴旋转，平移关节