智能环保卫士机器人白色垃圾拾取系统大学本科毕业论文.doc

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1、摘要摘要本文设计了基于数字图像处理和远程控制的智能环保卫士机器人白色垃圾拾取系统。设计了基于数字图像处理技术的智能白色垃圾识别系统，采用CMOS数字图像传感器识别白色垃圾；采用以太网通信技术同Internet联网，实现双向互通；设计了斩波恒流细分步进电机驱动方案，驱动机器人拾取和回收目标垃圾；软件上采取了模糊PID算法，实现灵活的机器人控制；设计了最优化的垃圾搜寻路线确定算法，使机器人高效快捷地寻找目标垃圾。系统采用数字图像处理技术对白色垃圾图像进行识别，运用模糊PID算法的舵机系统控制电机驱动部分，采用步进电机对目标垃圾进行拾取和回收，同时，根据服务性机器人的特点及

2、需求，采用无线以太网接入Internet网，对机器人进行智能远程操控。基本完成了环保卫士机器人的车体和电路部分，实现了白色垃圾的识别、拾取和回收功能。基于数字图像处理技术结合以太网通信技术的环保机器人代替手动人力清扫白色垃圾的方案是可行的。关键词：以太网通信；PID模糊算法；图像采集；环保机器人I摘要AbstractThisarticleisdesignedbasedondigitalimageprocessing,intelligentrobotsinsteadofmanualcleaningofhumanwasteinpublicplacesofthewhites

3、ystem. Identificationbasedondigitalcameratechnologytoidentifythewhitetrash,afteridentificationbyservocontroltopickupongarbageandrecyclingtargetsand,basedonthecharacteristicsofservicerobotsanddemand,notthroughtheoperationofthehardwaredesigntorealizeTheInternetconnectionandintelligentcont

4、rol.Thesystemusesimagerecognitiontechnology,andspecialimagesofwhitetrashimagerecognitionalgorithm;withEthernetnetworkingtechnologywiththeInternet,andwirelessintelligentrobotcontrol;fuzzyPIDalgorithmdesignedoutprecision,stabilityoftheruddermachinecontrolsystem. Thetestanddataanalysis,the

5、identificationprocessofthewhitetrash,whitetrashontheidentificationofmoreaccuratetomeettheneedsofordinarypeople;andintrials,intelligentrobotworkenvironmentfastresponse,youcanachievecleanandefficientenvironment. Basedonthedigitalcamerarecognitiontechnologytoidentifythewhitetrash,Ethernetc

6、ommunicationtechnologycontroltheenvironmentalrobotsystemisfeasible.Keywords:Ethernet;PIDFuzzyalgorithm;ImageAcquisitionEnvironmentalRobotsI目录目录摘要I目录I第一章绪论11.1本系统设计的意义11.2环保机器人我国的发展前景11.3国内外技术水平比较分析21.4环保机器人在我国发展趋势21.5论文结构3第二章环保机器人系统分析以及硬件设42.1系统功能42.2系统组成42.3系统介绍62.3.1主控器模块72.3.2图像采集模块7

7、2.3.3通信模块112.3.4电机模块152.3.5舵机模块162.3.6电源模块18第三章系统软件设计203.1系统软件工作流程203.1.1HCS12X（图像采集及处理）工作流程20I目录3.1.2XGATE（电机控制及以太网通信）工作流程233.2系统软件实现及算法分析243.2.1图像采集系统及数据处理243.2.2提高系统的工作速率27第四章试验及数据分析284.1模糊PID控制在电机中的试验284.2以太网通信试验数据294.2.1站点数目(N)对通信延迟的影响294.2.2通信速率对通信延迟的影响304.2.3改善以太网实时特性314