一、團(tuán)隊(duì)介紹

團(tuán)隊(duì)成員：姚凱 王玉錢 陳葉璐健

二、題目要求

設(shè)計(jì)制作一個(gè)模擬目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的紅色光斑位置控制系統(tǒng)和指示自動(dòng)追蹤的綠色光斑位置控制系統(tǒng)

三、題目分析

如果開環(huán)寫：首先將激光筆放在舵機(jī)云臺(tái)上，紅色激光中心點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)紙張中心點(diǎn)，所有參數(shù)矯正好，這樣，基礎(chǔ)1第一的問題就完成了，執(zhí)行復(fù)位程序，讓舵機(jī)指定該角度即可；其次，第二問第三問，相當(dāng)于一個(gè)問題，指定矩形位置和長度，進(jìn)行控制，建個(gè)模型

假設(shè)從上往下看，板子位于底板上，舵機(jī)云臺(tái)在上方，他們（x，y）坐標(biāo)均為（0,0），如果紅色激光想達(dá)到A點(diǎn)，空間線反推一下分別投影到y(tǒng)oz平面上,xoz平面上，即可用反正切函數(shù)算出舵機(jī)云臺(tái)x，y軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度，用cw32030c8t6控制舵機(jī)精確轉(zhuǎn)動(dòng)即可讓激光打到A點(diǎn)，另外發(fā)現(xiàn)紅色激光沿著邊長移動(dòng)時(shí)，總會(huì)一個(gè)角不變，所以就可以簡單點(diǎn)，不必離散點(diǎn)計(jì)算，讓程序遞進(jìn)控制一個(gè)軸即可。按照這個(gè)思路，第（2）（3）要求就完成了，前提參數(shù)調(diào)好。第（4）個(gè)要求就必須要用到攝像頭給出矩形的信息。用攝像頭模組實(shí)現(xiàn)開環(huán)控制不易之處主要在于攝像頭識(shí)別到黑色矩形的像素坐標(biāo)與實(shí)際坐標(biāo)的不統(tǒng)一，為解決這個(gè)問題，我想到的辦法是，將攝像頭像素識(shí)別框設(shè)置到120*120（實(shí)測(cè)），再把攝像頭識(shí)別框中心即(60,60)與鉛筆畫的正方形中心盡量重合，這樣像素點(diǎn)的坐標(biāo)和實(shí)際坐標(biāo)就有一定的比例相關(guān)性，舉個(gè)例子，如果矩形頂點(diǎn)像素坐標(biāo)為（120,120），那么實(shí)際坐標(biāo)就是（50,50），這樣，就可以按照（2）（3）思路，坐標(biāo)量化成角度。還有一個(gè)問題是如何找到傾斜角并走斜線，因?yàn)樾敝叨鏅C(jī)云臺(tái)x，y軸都要變化，解決這個(gè)問題首先要根據(jù)同邊兩個(gè)坐標(biāo)算出傾斜角，然后利用傾斜角找到x，y控制的比例關(guān)系走斜線，形象一點(diǎn)，斜線可以離散成樓梯的一列邊沿的點(diǎn)，按傾斜角度得出樓梯的長和寬，再控制舵機(jī)的x，y傾斜角，程序不斷遞進(jìn)即可走一條斜線，解決以上問題，理論上能做到畫隨意角度，隨意位置的矩形，不過實(shí)屬不易，攝像頭識(shí)別不出紅色激光點(diǎn)或誤差較大只好采用。

如果閉環(huán)寫：攝像頭識(shí)別正方形鉛筆線，給出4個(gè)點(diǎn)像素坐標(biāo)，人為再這幾個(gè)點(diǎn)之間加坐標(biāo)，以便走的絲滑，讓這些坐標(biāo)按順序作為舵機(jī)x軸，y軸pid的目標(biāo)值，紅色激光位置實(shí)時(shí)反饋，調(diào)好參數(shù)，即可由點(diǎn)成線，完成走矩形,(2)(3)(4)均可如此。（理論構(gòu)想，因比賽過程對(duì)攝像頭認(rèn)識(shí)不足獲取不到穩(wěn)定坐標(biāo)信息而未實(shí)現(xiàn)）

五、總體設(shè)計(jì)框圖

六、硬件電路組成

七、程序代碼：

審核編輯 黃宇