96机器人

基于网络环境的家庭智能终端机器人2011年10月11日主要内容机器人概述猫猫机器人简介新一代机器人设计背景新一代机器人功能结构新一代机器人关键技术机器人概述什么是机器人？机器人有哪些种类？机器人概述robot一词的由来机器人是20世纪才出现的新名词。1920年，捷克剧作家Capek（恰佩克）在他的《罗萨姆万能机器人公司（R.U.R）》剧本中，第一次提出了机器人（robot）这个词。robota本是强制劳动的意思，Capek在二十世纪工业革命后技术和生产快速发展的背景下，根据它造出具有“奴隶机器”含义的新词robot。机器人是一种特殊的机器机器人概述工业机器人机器人概述探索机器人机器人概述军用机器人机器人概述双足机器人机器人概述音乐机器人及仿生机器人机器人概述医疗服务机器人机器人概述辅助机器人机器人概述服务机器人机器人概述服务机器人机器人概述机器人相关的比赛Robocup机器人概述Robocup比赛项目足球机器人救援机器人空中机器人水中机器人舞蹈机器人竞步机器人武术擂台机器人机器人游中国家庭服务机器人机器人概述FIRACup机器人概述机器人研究机构南加利福尼亚大学机器人研究所机器人所卡内基梅隆大学机器人研究所://lab-robotics.org/Michigan大学机器人实验室~veronica/MIT人工智能研究中心大学机器人研究所猫猫机器人简介功能：传感器输入：声源定位、触摸传感器人机交互：触摸屏操作、语音交互音乐娱乐：播放音乐结构四个自由度（舵机）新一代机器人设计背景物联网与和谐人机交互物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫“TheInternetofthings”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。新一代机器人设计背景人机交互技术(Human-ComputerInteractionTechniques)是指通过计算机输入、输出设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术。新一代机器人功能结构家居环境中的智能机器人无线无线网线语音、视频、触摸屏新一代机器人功能结构机器人整体结构家庭智能机器人外形设计线条简洁具有亲和力机械结构舵机与电机相结合硬件功能底层电路板传感器数据接收软件功能嵌入式ARMQT程序外形设计要求与目标：1、使用于家庭中所有成员，具有一定的亲和力。2、体积不易过大，重量不易过重，材质轻便，易于搬运。3、外形设计要符合机器人的功能（如，摄像头等）机械结构要求与目标1、关键部位（头部）使用舵机，其他部位使用步进电机舵机步进电机2、在结构上增加手臂、耳朵等关节仍在讨论中……硬件功能底层模块语音门磁温度触摸规定位置感应触发检测环境温度语音识别和语音合成检测有人无人底板PIC红外检测门是否被破坏LED灯舵机万遥控制家电控制关节转动显示情绪等输出电路板电路板图语音识别模块语音合成模块安防模块软件功能平台ARM9MINI2440软件功能ARM平台的软件开发ARM平台软件编程PClinux系统中编译程序ARMuclinux运行程序串口网口USB超级终端串口软件功能与PC服务器进行网络通讯ARM端：基于QT的webserviceC程序编写PC端：基于VC6.0的webserviceC++程序编写摄像头视频处理及传输ARM端：基于V4L2接口的视频采集PC端：视频接收与实时显示网络通讯WebserviceWebService是构建互联网分布式系统的基本部件。你可以使用互联网中提供的WebService构建应用程序，而不必考虑这些WebService是怎样运行的。三个基本技术1、WebService通过标准通信协议，在互联网上发布有用的程序模块（以服务的方式），目前大部分是用SOAP来作通信协议。SOAP用来在消费者和服务提供者之间传送消息。2、WebService提供一份详细的接口说明书，来帮助用户构建应用程序，这个接口说明书叫作WSDL（WebServiceDescriptionLanguage）WSDL是一种XML文档，用来描述服务。3、通常已发布的WebService要注册到管理服务器，这样便于使用者查询和使用。这个是通过UDDI（UniversalDiscoveryDescriptionandIntegration）来完成的。UDDI也是一种XML文档，用来注册和查找服务。网络通讯为什么要用webservice?WebServcie最主要的优点是，使用不同程序和在不同系统平台上开发出来的程序，都可以相互通信。开发流程基于C#语言的开发（VS2008自带）基于C++/C语言的开发（gsoap）gSOAP是一个编译工具，它提供了一个SOAP/XML关于C/C++语言的实现。webservice程序开发1、编写接口头文件function.h2、利用gsoap源码中的soapcpp2根据function.h生成一些有用的文件3、在server端定义接口函数体4、在client端调用接口函数摄像头视频处理及传输基于ARM的视频捕获1、摄像头型号及驱动网眼2000OV511ANCC210UVC如何知道摄像头ARM是否支持？1）摄像头插入ARM后终端显示的信息2）在系统中查看VID及PID值网眼：VID：05A9，PID：A511ANC：VID：0c45，PID：62c02、摄像头所支持的图像模式网眼：YUYV每帧格式bmpANC：MJPEG每帧格式为jpg3、ARM视频捕获API接口网眼：V4LANC：V4L2基于ARM的视频捕获V4L2接口Videoforlinux（简称V4L)，是linux中关于视频设备的内核驱动，现在已有Video4linux2。在Linux中，视频设备是设备文件，可以像访问普通文件一样对其进行读写，摄像头在/dev/video0下。几个重要的结构体structv4l2_requestbuffersreqbufs;//向驱动申请帧缓冲的请求，里面包含申请的个数structv4l2_capabilitycap;//这个设备的功能，比如是否是视频输入设备structv4l2_inputinput;//视频输入structv4l2_standardstd;//视频的制式，比如PAL，NTSCstructv4l2_formatfmt;//帧的格式，比如宽度，高度等structv4l2_bufferbuf;//代表驱动中的一帧v4l2_std_idstdid;//视频制式，例如：V4L2_STD_PAL_Bstructv4l2_queryctrlquery;//查询的控制structv4l2_controlcontrol;//具体控制的值基于ARM的视频捕获定义自己的设备输入结构体：structvdIn{intfd;char*videodevice;structv4l2_capabilitycap;structv4l2_formatfmt;structv4l2_bufferbuf;structv4l2_requestbuffersrb;void*mem[NB_BUFFER];unsignedchar*tmpbuffer;unsignedchar*framebuffer;intisstreaming;intwidth;intheight;intfps;intformatIn;intformatOut;intframesizeIn;intsignalquit;};基于ARM的视频捕获V4L2视频编程的流程1、打开视频设备open(”/dev/video0″,O_RDWR,0);//用阻塞模式打开视频应用程序能够使用阻塞模式或非阻塞模式打开视频设备，如果使用非阻塞模式调用视频设备，即使尚未捕获到信息，驱动依旧会把缓存里的东西返回给应用程序。2、读取设备信息//读video_capability中信息,成功后可读取vd-capability各分量ioctl(vd-fd,VIDIOCGCAP,&(vd-capability));//读video_picture中信息ioctl(vd-fd,VIDIOCGPICT,&(vd-picture))；3、更改设备当前设置（没必要的话可以不做）改变video_picture中分量的值，如宽、高等。基于ARM的视频捕获V4L2视频编程的流程4、进行视频采集，两种方法:a.内存映射b.直接从设备读取内存映射：（1）设置picture的属性（2）初始化video_mbuf，以得到所映射的buffer的信息ioctl(vd-fd,VIDIOCGMBUF,&(vd-mbuf))（3）可以修改video_mmap和帧状态的当前设置（4）将mmap与video_mbuf绑定void*mmap(void*addr,size_tlen,intprot,intflags,intfd,off_toffset)（5）mmap方式下真正做视频截取的VIDIOCMCAPTUREioctl(vd-fd,VIDIOCMCAPTURE,&(vd-mmap));（6）调用VIDIOCSYNC等待一帧截取结束5、对采集的视频进行处理实现自己的功能网络传输6、关闭视频设备。close（”/dev/video0”，vd-fd);Server端图像显示VC6.0平台下的多线程程序网络接收与显示双线程利用COM接口对象在Picture控件中显示JPG图从内存中读取图像数据显示双缓存技术防止显示闪烁新一代机器人关键技术（控制部分）电路板硬件图（各个模块接口）PIC单片机C程序编写嵌入式ARMC程序编写基于webservicesC#/C++/C程序编写(PC端与ARM端)