1自動(dòng)控制平臺(tái)概述
正在收集跟多媒體技術(shù)飛速發(fā)展的明天經(jīng)由過(guò)程收集傳輸?shù)慕虣C(jī)器人圖象對(duì)機(jī)器人停止節(jié)制曾經(jīng)成了一種可行的技巧。應(yīng)用這類(lèi)技巧可以對(duì)近程機(jī)器人的舉止停止檢測(cè)從而取得及時(shí)的信息再據(jù)此向近真?zhèn)€機(jī)器人收回某種下令。但若是由人間接正在遠(yuǎn)端停止節(jié)制便須要其長(zhǎng)時(shí)間天經(jīng)由過(guò)程傳輸過(guò)去的圖象監(jiān)測(cè)機(jī)器人的行動(dòng)同時(shí)還要不休向遠(yuǎn)端機(jī)器人發(fā)送不異的下令。明顯由電腦停止智能化的自動(dòng)控制更適合。
近程機(jī)器人的自動(dòng)控制平臺(tái)恰是基于這類(lèi)思量而研制的。本課題組研制的原有的近程機(jī)器人及時(shí)圖象傳輸跟及時(shí)控制系統(tǒng)分為兩個(gè)部門(mén):一是近程機(jī)器人站點(diǎn)二是節(jié)制站點(diǎn)。此中近程機(jī)器人站點(diǎn)擔(dān)任圖象信息的收羅、緊縮、傳輸同時(shí)吸收節(jié)制端發(fā)送的下令并履行;節(jié)制站點(diǎn)對(duì)圖象停止解壓、顯現(xiàn)同時(shí)向近程機(jī)器人站點(diǎn)發(fā)送下令。自動(dòng)控制平臺(tái)就是正在原有體系的根底上正在節(jié)制站點(diǎn)的應(yīng)用程序中加上了對(duì)遠(yuǎn)端傳遞過(guò)去的圖象停止斷定、并根據(jù)斷定自動(dòng)發(fā)送下令的部門(mén)。
2相關(guān)技巧
2.1圖象的收羅與顯現(xiàn)
正在近程機(jī)器人站點(diǎn)須要對(duì)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)停止圖象收羅;而正在節(jié)制端則須要對(duì)機(jī)器人的圖象停止顯現(xiàn)。
正在本體系的應(yīng)用程序中收羅跟顯現(xiàn)是經(jīng)由過(guò)程對(duì)VFW的挪用去實(shí)現(xiàn)的。VFW(VideoforWindowsSDK)是Microsoft公司于1992年推出的被稱(chēng)為AVICap窗口類(lèi)函數(shù)的體系挪用接口。經(jīng)由過(guò)程VFW的挪用可以經(jīng)由過(guò)程發(fā)送信息或是設(shè)置屬性去收羅或播放視頻剪輯。如正在順序中挪用capCreateCaptureWindow便可以創(chuàng)立一個(gè)視頻收羅窗口挪用capSetCallbackonFrame便可以設(shè)定收羅到一幀圖象時(shí)的回調(diào)函數(shù)正在回調(diào)函數(shù)中可以進(jìn)一步作顯現(xiàn)或?qū)D象作別的處置懲罰。
VFW只有VC跟VB版本而本體系采取Delphi停止開(kāi)辟以便取得Delphi優(yōu)秀的界面功用跟多線(xiàn)程機(jī)制。為此須要先用Pascal對(duì)停止改寫(xiě)失掉正在Delphi中可以間接挪用的文件。
只管正在編程時(shí)利用的是VFW可是因?yàn)槌绦蜻\(yùn)行正在Windows2000下實(shí)際上驅(qū)動(dòng)程序仍是利用WDM(WindowsDriverModel)。WDM也是由Microsoft公司推出的絕對(duì)于VFW正在視頻會(huì)議、PC/TV等方面有較大劣勢(shì)。
2.2圖像壓縮
本體系中采取了多種圖象壓縮算法以順應(yīng)多種收集傳輸情況跟實(shí)時(shí)性要求此中包羅顯現(xiàn)質(zhì)量好但開(kāi)消年夜的MPEG4和開(kāi)消小合用于近程傳輸?shù)占瘋鬏斅实偷摹Ａ硗饬碛斜菊n題組自行開(kāi)辟的一個(gè)Tsinghua壓縮算法正在體系利用時(shí)可以依據(jù)收集的環(huán)境去停止取舍。若是收集環(huán)境好則利用顯現(xiàn)質(zhì)量好的MPEG4若是收集欠好則利用開(kāi)消小的。
2.3收集傳輸?shù)淖皂槕?yīng)
延邊三軸分揀機(jī)器人分揀機(jī)器人碼垛操作流程除壓縮算法可靈巧取舍以外本課題組借計(jì)劃了兩種自順應(yīng)的方式去對(duì)傳輸停止調(diào)節(jié)以便更好天順應(yīng)收集前提。一種是幀頻的自順應(yīng)經(jīng)由過(guò)程調(diào)節(jié)機(jī)器人端視頻發(fā)送速度去實(shí)現(xiàn)對(duì)圖象質(zhì)量的自順應(yīng);另一種是通訊帶寬的自順應(yīng)經(jīng)由過(guò)程調(diào)節(jié)關(guān)鍵幀跟非關(guān)鍵幀的質(zhì)量去調(diào)節(jié)單元工夫發(fā)送的數(shù)據(jù)量從而與收集環(huán)境相適應(yīng)。
2.4多歷程、多線(xiàn)程的利用
本體系可同時(shí)節(jié)制多個(gè)機(jī)器人站點(diǎn)。每當(dāng)毗鄰一個(gè)新的近程機(jī)器人站點(diǎn)時(shí)節(jié)制站點(diǎn)會(huì)自動(dòng)發(fā)生一個(gè)新的歷程對(duì)該機(jī)器人站點(diǎn)停止節(jié)制。正在對(duì)一個(gè)機(jī)器人站點(diǎn)停止節(jié)制的歷程中同時(shí)會(huì)有幾個(gè)線(xiàn)程去離別實(shí)現(xiàn)多少方面的功用。ChatThread線(xiàn)程擔(dān)任機(jī)器人站點(diǎn)跟節(jié)制站點(diǎn)之間的文字通訊SyncThread線(xiàn)程則擔(dān)任兩站點(diǎn)傳遞跟吸收的同步性最大的也是最次要的DrawThread線(xiàn)程擔(dān)任圖象的吸收、解壓縮和顯現(xiàn)同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功用。
2.5自動(dòng)控制
如前所述自動(dòng)控制包羅兩方面:一是對(duì)傳遞過(guò)去的圖象信息停止剖析取得機(jī)器人的及時(shí)形態(tài)。二是根據(jù)機(jī)器人現(xiàn)階段所處的形態(tài)收回響應(yīng)的下令。
對(duì)圖象信息停止剖析是經(jīng)由過(guò)程與尺度圖象停止比力去實(shí)現(xiàn)的以此去肯定機(jī)器人是不是曾經(jīng)進(jìn)入了某種形態(tài)。若是發(fā)明機(jī)器人以后處于某種尺度圖象對(duì)應(yīng)的形態(tài)則節(jié)制站點(diǎn)會(huì)收回與該形態(tài)絕對(duì)應(yīng)的下令。
因?yàn)楝F(xiàn)階段機(jī)器人沒(méi)有能夠有很靈巧的細(xì)致的舉措方法以是只須要對(duì)幾個(gè)關(guān)鍵部位(例如頭部、手臂等)的圖象停止比力便可肯定機(jī)器人以后的形態(tài)。由此為尺度圖象的存儲(chǔ)跟辨認(rèn)供給了有利條件也為自動(dòng)控制平臺(tái)的計(jì)劃跟實(shí)現(xiàn)供給了條件。
快遞分揀機(jī)器人的發(fā)展背景3自動(dòng)控制平臺(tái)的計(jì)劃與實(shí)現(xiàn)
3.1計(jì)劃思惟
機(jī)器人的某一個(gè)運(yùn)動(dòng)進(jìn)程普通可以分化為若干個(gè)要害形態(tài)。當(dāng)其處于某一形態(tài)時(shí)須要經(jīng)由過(guò)程向它下達(dá)某一種指令才氣使之向下一個(gè)形態(tài)轉(zhuǎn)換。是以可以正在某一個(gè)文件中存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)該運(yùn)動(dòng)進(jìn)程所須要的各個(gè)要害形態(tài)的圖象信息并存儲(chǔ)與該形態(tài)絕對(duì)應(yīng)的指令。要履行該運(yùn)動(dòng)進(jìn)程時(shí)經(jīng)由過(guò)程應(yīng)用程序讀入該文件取得各形態(tài)的信息然后便可起頭將及時(shí)的圖象信息與要害形態(tài)的圖象信息相比力若是相符則收回響應(yīng)下令。實(shí)際上這個(gè)文件便相當(dāng)于一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)劇本。可以正在手動(dòng)節(jié)制的進(jìn)程中建造好如許的運(yùn)轉(zhuǎn)劇本。下次要履行一樣的操縱時(shí)只須要把這個(gè)劇本讀入便可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功用。
自動(dòng)分揀機(jī)器人介紹視頻3.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
正在順序中樹(shù)立了一個(gè)名為scformat的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)去描寫(xiě)跟寄存運(yùn)轉(zhuǎn)劇本。scformat的根本布局如圖1所示。
一個(gè)scformat即對(duì)應(yīng)于一個(gè)完全的劇本文件。因?yàn)閷?duì)數(shù)據(jù)文件采取鏈表方法去組織以是此中可以含有隨意率性多個(gè)尺度圖象及其對(duì)應(yīng)的下令。scformat中包括諸如色深/colordepth(1默示8位色依此類(lèi)推)、圖象個(gè)數(shù)/framenum、圖象寬度/framewidth、圖象高度/frameheight等數(shù)據(jù)塊datahead、datatail則是數(shù)據(jù)鏈表的頭尾指針。
一個(gè)data則對(duì)應(yīng)于一幅圖象除fwidth、fheight、depth這些根本的信息以外order是一個(gè)字符數(shù)組用來(lái)寄存對(duì)應(yīng)的下令segnum默示那幅圖象中所截取的幾個(gè)最緊張的反應(yīng)機(jī)器人根本運(yùn)動(dòng)環(huán)境的要害部門(mén)pnext則指向數(shù)據(jù)鏈表中的下一個(gè)data。關(guān)于一個(gè)data圖象中截取的各個(gè)部門(mén)一樣采取鏈表布局去組織seghead、segtail則離別指向鏈表的頭尾。
一個(gè)seg對(duì)應(yīng)于從圖象中截取的一個(gè)要害部門(mén)此中width、height默示該部門(mén)的寬度、高度topx、topy則是該部門(mén)左下角正在該圖象中的坐標(biāo)以順應(yīng)圖象的數(shù)據(jù)從左下角起頭存儲(chǔ)的劃定規(guī)矩。segdata指向該部門(mén)詳細(xì)的圖象數(shù)據(jù)。
圖2是各個(gè)布局正在圖象上的詳細(xì)關(guān)聯(lián)。
上述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是其存在充足的多方面的靈活性。由于對(duì)應(yīng)于分歧的運(yùn)動(dòng)進(jìn)程的劇本文件能夠須要分歧數(shù)量的尺度圖象而對(duì)應(yīng)于機(jī)器人處于分歧形態(tài)的圖象為了反應(yīng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)形態(tài)也能夠須要截取分歧數(shù)量的要害部門(mén)。因?yàn)樯鲜鰯?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的靈活性關(guān)于尺度圖象的數(shù)據(jù)data跟圖象中的要害部門(mén)seg皆采取鏈表布局去組織以是可以順應(yīng)各類(lèi)分歧環(huán)境。
同時(shí)關(guān)于scformat、data、seg這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)離別供給了各類(lèi)函數(shù)和進(jìn)程使得正在停止圖象的截取、劇本文件的存儲(chǔ)、劇本文件的讀取跟顯現(xiàn)時(shí)皆相稱(chēng)便利。
3.3流程要點(diǎn)
詳細(xì)的流程分為以下兩個(gè)方面:
其一是節(jié)制劇本的取得由人工停止手動(dòng)節(jié)制實(shí)現(xiàn)。基于下面的這類(lèi)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)此進(jìn)程可以精確實(shí)現(xiàn)。正在此進(jìn)程中起首創(chuàng)立一個(gè)scformat布局。因?yàn)榇酥械臄?shù)據(jù)是依照鏈表布局組織以是可以隨時(shí)參加尺度圖象及響應(yīng)的下令。同時(shí)關(guān)于某一幅特定圖象可以拔取圖象中的若干要害部門(mén)。此進(jìn)程完畢后可以挪用scformat的writescfile將失掉的劇本文件寄存到硬盤(pán)文件中。
其二是自動(dòng)控制進(jìn)程。正在停止自動(dòng)控制時(shí)起首從硬盤(pán)上讀入文件挪用readscfile將文件中的數(shù)據(jù)參加到一個(gè)scformat布局中。然后依照這個(gè)scformat劇本文件中的數(shù)據(jù)停止自動(dòng)控制。因?yàn)轶w系中采取緊縮技巧以是正在節(jié)制站點(diǎn)取得壓縮包之后停止解壓失掉及時(shí)圖象然后將及時(shí)圖象與運(yùn)轉(zhuǎn)劇本中的圖象一一停止比力。若是比力相符則終止比力同時(shí)將響應(yīng)的下令傳遞給遠(yuǎn)端機(jī)器人;若是取得相符的成果則解釋機(jī)器人以后沒(méi)有處于任何特定的形態(tài)以是繼承輪回檢測(cè)跟比力。
4平臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)情況
本體系正在實(shí)驗(yàn)室中停止了充足的測(cè)試跟點(diǎn)竄硬件跟軟件的情況以下。
快遞分揀機(jī)器人能干什么硬件情況:
IntelPentium4處理器
nVidiaTNT2M64圖象顯示卡
IntelProSharePersonalConferencing攝像頭LeadtekWinFastTV2000視頻采集卡
10M/100M自順應(yīng)網(wǎng)卡100M以太網(wǎng)
軟件情況:
MicrosoftWindows2000AdvancedServer
BorlandDelphi6.0(WithUpdatepack2)
MicrosoftVisualC++6.0(ServicePack5)
5實(shí)際測(cè)試
本體系正在實(shí)驗(yàn)室中停止了充足的測(cè)試。正在平常的環(huán)境下關(guān)于反應(yīng)某一運(yùn)動(dòng)形態(tài)的圖象體系默許可以抽取0～5個(gè)要害部門(mén)去反應(yīng)該形態(tài)的特點(diǎn)。而關(guān)于一個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)劇本而言若是是有序化的簡(jiǎn)略劇本(也就是說(shuō)劇本中的圖象依照要停止的操縱順序排列體系只需將失掉的及時(shí)圖象與現(xiàn)階段該當(dāng)處于的那一幅圖象停止比力便可)劇本中可以包括隨意率性多幅(正在存儲(chǔ)巨細(xì)知足的前提下)反應(yīng)要害形態(tài)的圖象;若是是無(wú)序的劇本也就是說(shuō)體系需將所獲得的圖象與劇本中的一切圖象停止比力以失掉以后須要履行的指令。正在測(cè)試中劇本包括十幅圖象時(shí)仍能很快得出比力的成果。從測(cè)試來(lái)看本體系的要害計(jì)劃思惟均是可用的。
快遞分揀機(jī)器人視頻閃兔分揀機(jī)國(guó)內(nèi)分揀機(jī)器人