通风管道清扫机器人的开发设计(2)

　　3.2 图像采集装置

　　由于通风管道的光线较弱，我们在镜头旁边加了照明装置，并跟换广角较大的镜头，增大视野且在镜头前端安装滤光片解决反光引起的问题。为了能更好的观察管道情况，摄像头我们安装在车上的机械手上，可360度旋转，进而查看管道情况。

　　3.3 报警保护装置

　　考虑通风管道大多环境复杂恶劣，机器在应对特殊情况出意外时，为了保护系统的安全，我们安装了防护装置。当机器运作时，出现电压过低，电流过大，短路等易损坏机器情况，防护装置立刻启用，发出报警声音并切断控制电源。报警电路由如下几种。

　　过电流保护：采用过电流继电器，当电流高于整定值时，继电器动作，进而出发保护电路；

　　短路保护：利用一个晶体管来采样输出电压，根据输出电压在短路前后的状态变化 判断是否发生短路；

　　欠压保护：采用电压比较器电路，当检测电压小于比较值时，比较电路运作，驱动报警保护电路，如图2所示。

　　4 系统软件设计

　　本系统软件流程主要由以下两部分实现。

　　4.1 自动控制

　　系统初始化，摄像头开始对管道情况进行判断，根据管道的实际情况，辅助芯片计算出最佳的自主清扫途径，并通过串口发送相应的指令控制车体工作；同时，采集到的图像通过3G网络实时传送到终端，供给人参考应对突发状况。由于每帧图像的计算量不大，我们运用逐帧并行的方法。并且测取了大量的现场数据，通过MATLAB对测取得数据进行拟合处理，得到的相应的关系。

　　4.2 人工操作

　　完成第一阶段后，机器停止工作，进入第二模式，等待控制指令。此时摄像头继续采集管道图像发送给终端，机器不运行。工作人员通过终端得到的信息，发送相应的指令控制机器工作。

　　参考文献

　　[1]杨权子.机械装配[M].北京：机械工业出版社，2012.

　　[2]黄智伟，王兵，朱卫华.ARM微控制器应用设计与实践[M].北京：北京航空航天大学出版社，2012.

　　[3]（美）冈萨雷斯，等著.数字图像处理的MATLAB实现[M].阮秋琦译.清华大学出版社，2013.

　　[4]席爱民.模糊控制技术[M].西安电子科技大学出版社，2010.

　　[5]唐继贤，杨扬.MSP430超低功耗16位单片机开发实例[M].北京航空航天大学出版社，2014.