基于STM32移動機器人目標動態追蹤的研究

呂值敏，萬 軍

（1.重慶城市職業學院 信息工程系，重慶 402160；2.重慶科創職業學院 信息與機電工程學院，重慶 402160）

科學技術不斷應用于生產實踐之中，也走入到我們的社會生活之中。未來社會是一個無人化的趨勢，這個趨勢是以智能機器人為基礎的。我們通過嘗試設計一款機器人，使其既有視覺目標動態跟蹤的功能，為智能掃地機器人進行優化設計，解決亂撞、迷路等問題，更好服務于我們的生活。

1 基于stm32移動機器人目標動態追蹤的研究背景以及意義

1.1 對stm32移動機器人的目標動態追蹤進行研究的背景

不斷更新與發展的智能科技推動的人類社會不斷進步，當今社會發展的必然趨勢是用智能機器人代替人類勞動力。對外部環境的適應力差是當前最智能化的機器人的不足之處的表現，也是智能機器人發展的重要瓶頸。各類傳感器的應用，如傳感器視覺化的應用，傳感器語音化的應用，大大提高了智能機器人的感知能力對外界環境的感知。其中一個熱點研究就是視覺傳感器的研究，其中最為重要的是基于視覺機器人的跟蹤技術。模擬人類視覺的視覺傳感器可以使機器人像人類一樣獲得外界包括具有形狀，姿態，位置運動等外界環境中的幾何信息等豐富的信息，從而使機器人對獲得的信息進行決策判斷。從機器人技術在視覺的發展情況來看，進行信息的采集，并進一步轉化為數字信號是通過機器人的攝像頭來進行的，群主傳說識別等過程是在計算機上進行的，從以上的觀點來看，智能機器人的研究，至關重要的一點是基于視覺的研究，以及跟蹤技術的研究。

1.2 對stm32移動機器人的目標動態追蹤進行研究的意義

技術水平仍然不夠成熟的視覺識別跟蹤的機器人技術是我們目前仍然要攻克的難關。機器人相對于人來說，比較困難的事情是機器人通過攝像頭來感知和準確理解周圍環境。因為機器人永遠是機器，而不是人，也許隨著科學的發展，它能像人一樣的靈動，但是這個靈動是建立在高強度的研究之上。從生物醫學角度考慮，通過身體器官，做到對周圍事物準確的識別與感知是人眼的功能，是視覺感知。要讓機器人模擬人類進行感知，進行視覺上的感知并對周圍事物準確識別與感知和作出判斷，這是人類長期以來的夢想，并且是一個長期工研的難關。目前已經得到了廣泛的應用的是運用視覺功能的家政服務方面的機器人。但是高效的清掃不能在一些復雜的條件下進行，清掃過程之中，仍然出現迷路以及亂撞的問題。目標識別與跟蹤是建立在彩色視覺采集方法的基礎上，可以為我們研究和開發機器人上提供重要的參考。如果這個難關得以攻破，那么，我們就可以進行對未開發地區的開發，也可以進行高危險地區的作業。

2 stm32移動機器人的目標動態追蹤的研究情況

對于stm32移動機器人，我們主要研究研究移動機器人本身的框架，系統硬件設計，軟件程序設計，電路板焊接與程序調試等內容。通過對這些進行研究，設計出一款可對某一確定目標進行準確識別定位和平穩跟蹤的移動機器人，更好服務于我們生產生活。

2.1 stm32移動機器人的結構框架

stm32控制器的四輪平衡小車目標動態跟蹤系統組成了stm32移動機器人的基本結構框架，按照需求設計了相關外圍核心硬件電路系統，硬件電路的調試以及系統的軟件算法是它的具體內容。

2.2 stm32移動機器人的系統硬件設計

實現機器人動態目標跟蹤功能完整的關鍵是stm32控制器之間的協調，相關外圍模塊的工作參數，以及機器人的穩定性。在此基礎上進行分析，最終使用開發環境設計系統電路原理和pcb圖進行最優設計方案的擬定。目標信息采集模塊，紅外規避模塊，液晶顯示模塊，是外部電路的組成部分。

2.3 stm32移動機器人的程序軟件設計

直走暫停轉換三種運動方式實現目標的跟蹤是四輪機器人通過平衡小車系統對不同顏色的目標進行目標跟蹤的基礎。為了使機器人對目標進行跟蹤的目實現移動，我們對處理算法識別和定位目標和圖像采集進行合理的設計，并編寫相關程序進行調整調電機脈沖寬度程序，控制小車平穩快速的運動。

2.4 stm32移動機器人的電路板焊接與程序調整

我們在提供的資源的基礎上進行了pcb原理圖處理，硬件電路板的制作與焊接，合適的供電系統和下載線，組裝小車各模塊，在這個基礎上，目標跟蹤控制程序的調試是在iar系統平臺上。

3 結束語

我們進行研究stm32移動機器人的目標動態追蹤情況，旨在設計出一款具有明朗簡潔的系統硬件，邏輯性強、效率高的軟件算法框架，實用優惠的低廉成本的移動機器人，適應無人大生產時代的發展要求，使我們享受輕松、愉快、低廉、便利的生活。