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[机械设计] 【分享帖】基于STM32F4的视觉追踪与手机控制运动平台

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步兵LittleQiang
2015-2-28 22:50:41 只看该作者

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基于STM32F4的视觉追踪与手机控制移动平台
摘要
   本项目实现了基于STM32F4 平台的全向运动平台,并实现与手机交互。该平台充分运用了STM32F4 平台的强大性能与平台控制系统的便利性,实现了视觉追踪与控制逻辑生成,采用Android ADK框架进行板间通信,具有较强的兼容性。该项目在工业和民用领域具有较好的实用价值,如自然语言交互机器人、自主移动拍摄平台等。
关键字:STM32F4,视觉追踪, Android
       STM32F4-Based Trans-wheel Moving Platform with Visual Trackingand Smartphone Communication
Abstract
This project designs and implements an intelligent movingplatform and controller system based on STM32F4 . Taking full use of the flexibilityof Android platform combined with the convenience of ARM Cortex-M4 MCU system,we process to realize the visual movement tracking and control logic generation.Our system uses the Android Accessory Development Kit(ADK) protocol and obtainshigh compatibility. This project is of bright application prospect inindustrial field, such as, natural communicating robot and auto movingphotographing platform.
Key Words: STM32f4, visual tracking,  Android
1.        引言
随着ARM推出了Cortex-M架构,工业控制领域正迎来一次变革,原本集成微控制器性能低下的情况正在被32位ARM架构的引入所改变,微控制器的应用范围正在得到扩展,原本需要一些高计算量但又需要强大通信能力的领域,MCU和DSC正越来越多的抢夺DSP的市场。而Cortex-M4内核的发布、FPU与SIMD的引入正把MCU的计算性能提升到一个新的高度。STM32F4平台是一个Cortex-M4内核、低成本、高性能、具备完备通信能力的微控制器系列。
与此同时,传统制造业领域、工业控制领域也有越来越多的尝试借鉴消费电子领域的成熟技术进行技术革新。而智能手机平台以其全面的传感器支持、成熟的开发环境以及大规模应用带来的成本下降为优势,正逐渐受到专业领域的关注。一部普通的Android手机所支持的传感器类型多达20多种,这其中很多类型可以直接为工业领域所应用,而其成本相对于小众市场的工业传感器而言十分低廉。智能手机平台在自然语言交互能力上也具有非常大的优势与潜力,语音输入、手势输入、姿态识别等区别于传统的自然语言输入方式在手机平台上非常容易实现。
智能手机平台与STM32F4的通信可以有多种方式,本方案选用STM32F4平台进行Android设备的外部扩展,两平台间使用USB接口或蓝牙接口进行通讯。STM32平台可以实现自主视觉追踪,同时通过通信接收Android设备发来的指令,实现人机交互。

2.        系统指标
针对当前智能监控系统的发展状况,本系统需要实现的系统指标如下表所示:
表1   系统指标
  
视觉帧速
  
15fps
可识别最高移动速率
3m/s (3.1mm镜头下,距离2m)
视野范围
102°(3.1mm镜头下)
控制周期
5ms
最高移动速度
10m/s
驱动板输出能力
200w
姿态控制精度
±0.5°
3.        系统方案
3.1系统简介

整个系统分为运动平台和视觉追踪平台两部分。运动平台主要由Android设备、扩展板和执行机构构成,执行机构可以是很多种类的运动平台,本项目中是由电机驱动、电机、机架组成的全向移动平台。视觉追踪部分由摄像头、主控板和LCD构成。运动平台中的扩展板与视觉追踪部分的主控板均由同一块STM32F4 Discovery来实现。一种可实现的具体系统架构如图1、图2所示。它们的功能如下:

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梯队队员shenbk
2015-12-1 20:51:58 只看该作者
STM32的4系芯片做图像处理,而且实时性很好?纯用于发表论文的,鉴定完毕
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梯队队员jerry_chy
2015-10-13 00:26:27 只看该作者
很全,正好正在看这一块呢
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梯队队员jerry_chy
2015-10-13 00:26:01 只看该作者
很全,正好正在看这一块呢
沙发

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正式队员龙之介
2015-3-1 09:52:34 只看该作者
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梯队队员臭咸鱼
2015-3-4 11:39:23 只看该作者
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梯队队员wenziheni
2015-3-4 12:27:36 只看该作者
看上去很不错的样子,顶
5#

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工程Nemo_o
2015-3-5 15:59:06 只看该作者
顶,虽然看不懂
6#

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梯队队员为爱执笔
2015-3-8 17:09:15 只看该作者
不错不错不错不错不错
7#

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梯队队员臭咸鱼
2015-3-9 12:08:54 只看该作者
顶一个,看起来很不错
8#

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梯队队员kench
2015-8-3 07:42:00 只看该作者
好东西,谢谢分享
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英雄聪明小可爱pc
2015-8-6 10:18:20 只看该作者
很不错的知识普及
10#

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正式队员renjunzhou
2015-9-26 19:15:21 只看该作者
好东西,必须收藏
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