基于STM32的智能搬运机器人系统设计.doc

摘要:本系统设计采用目前工业界使用最广泛的STM32F103单片机作为核心控制器，使用OV7725摄像头采集图像、识别颜色，HC-SR04型号超声波测距，LCD1602液晶显示数据，使用mini512编码器测速。用边缘跟踪处理图像，路径规划。使用PID控制算法控制电机前进，达到将物体送至指定地点的功能。本次设计主要完成了智能搬运机器人的硬件设计和软件设计。

在硬件设计方面，主要完成了搬运机器人的模块挑选和结构组装。智能搬运机器人所用传感器有：彩色摄像头，超声波测距模块，编码器测速模块。执行设备有电机，液晶显示。操作者打开搬运机器人开关，当液晶显示提示开机后，机器人正式开始工作。

软件部分包含了主程序、初始化子程序、检测子程序，滤波子程序、处理计算子程序和控制子程序，实现搬运机器人的沿路径行走和识别所运物体功能。

通过本次毕业设计，我对程序框架搭建，图像处理以及自动控制原理有了跟深刻的认识，同时也学习到了像matlab软件之类的热门软件的应用。

关键词：图像处理；颜色识别；路径规划；PID控制

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题背景-1

1.2 智能搬运机器人关键技术-1

1.2.1 智能搬运机器人系统设计-1

1.2.2 传感器识别系统-1

1.2.3 系统算法设计-2

1.3 研究目标及内容-2

2 硬件电路设计-3

2.1 STM32F103单片机介绍-3

2.2电源模块-4

2.3摄像头模块-4

2.4超声波模块-5

2.5液晶模块-6

2.6搬运模块-6

2.7编码器模块-6

3 软件程序设计-8

3.1系统软件程序设计-8

3.2单片机初始化-9

3.2.1 时钟初始化-9

3.2.2 定时器中断初始化-9

3.2.3 串口初始化-9

3.2.4 PWM初始化-9

3.3 编码器模块设计-9

3.4 PID闭环设计-10

3.5 超声波采集-10

3.6 摄像头图像处理-11

3.6.1图像畸变矫正-11

3.6.2 图像有效信息采集-11

3.6.3 颜色识别-12

4 系统调试-13

4.1 硬件调试-13

4.1.1电路板调试-13

4.1.2摄像头调试-13

4.1.3车轮部分的安装与调整-14

4.2 软件调试-14

4.2.1图像处理-15

4.2.2 PID控制-15

结    论-17

参 考 文 献-18

致    谢-19