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1、摘要排爆机器人，是排爆人员用于处置或销毁爆炸可疑物的专用器材，防止不必要的人员伤亡。它可用于在种复杂地形进行排爆。主要用于代替排爆人员搬运、转移爆炸可疑物品及其它有害危险品；代替排爆人员使用爆炸物销毁器销毁炸弹；代替现场安检人员实地勘察，实时传输现场图像；可配备散弹枪对犯罪分子进行攻击；可配备探测器材检查危险场所及危险物品。本文设计的排爆机器人是应用在警务工作中，协助警务人员排除危险物。主要利用CCD摄像头进行路径识别，实现自动行走，探测危险物体，并设置拾取装置，自动将其危险物带离现场。警务人员利用无线通讯模块实现实时远程监控，利用语音模块进行机器人的每一个状态的播报，保证其运行期间平安可靠。
2、排爆机器人的控制单元采用飞思卡尔公司的汽车电子控制类S12系列单片机，能通过片内高速模拟-数字转换器对CCD摄像头信号进行采集，STC12C5410AD单片机作为为辅助单片机，通过PTR8000+组成的无线通信网络，充分利用串口通讯技术以及无线传输协议实现了控制台( PC 机) 与机器人之间的远距离信息交互。通过片内高速模拟-数字转换器对CCD摄像头信号进行采集，引导机器人顺利进入现场，检测到任意位置放置的可疑铁磁材料薄片，并将其搬移到指定地点；机器人的底盘驱动以履带式电动车为载体，采用差速控制。 本设计具有实现容易，本钱低廉，运行线路更改灵活，扩展性强，行驶可靠性高等特点。关键字：排爆机器人
3、，自动寻迹，无线传输，语音播报，远程监控AbstractDesign of defusing robot, is the explosives disposal personnel for disposal or destruction of explosive objects suspicious dedicated equipment, to avoid unnecessary casualties. It can be used to carry out the kinds of complex terrain INAROE. Mainly used in explosives disp
4、osal personnel in lieu of transportation, the transfer of explosive substances and other harmful suspicious of dangerous goods; instead of defusing the use of explosive device destroyed a bomb destroyed; security staff instead of the field investigation at the scene, real-time image transmission at
5、the scene; it can be equipped with shotgun molecular attack; can be equipped with inspection equipment to detect hazardous and dangerous goods.In this paper, the design of defusing robot is used in police work, help police officers to rule out the possibility of hazardous materials. Used CCD camera
6、to recognition, automatic walking, to detect dangerous objects, and set up pick-up device, automatically removed from the scene of hazardous materials. Police officers use wireless communications for real-time remote monitoring and control module, using voice module to broadcast robot of each state,
7、 and ensure safety and reliability during its operation. The restraining units of design of defusing robot use the S12 series MCU in motor electronic domination of Freescale Semiconductor. The robot wireless transmission units of used the STC12C5410AD series MCU, convent the PTR8000+ Constituted the
8、 wireless communication networks; the EOD robot (explosive disposal robot) using serial interface, data transport transmitter- receiver according to the specific requirement of EDO robot. It can collect signals of CCD camera by on-chip high-speed analog-to-digital converter. Guided the robot go to d
9、anger zoom, to detect suspicious placed anywhere on thin ferromagnetic material, and move to the starting point; Robot crawler chassis to drive electric vehicles as the carrier, the use of differential control.The design of easy, low-cost and flexible operation of circuit changes, scalability, and r
10、eliability of high traffic.Key Words：EDO-Robot;Automatic Guided；Wireless transmission；Voice broadcast；Remote Monitoring目录摘要- 1 -Abstract- 2 -引言- 1 -1智能警用排爆机器人系统简介- 2 -1.1系统概述- 2 -背景意义- 2 -智能机器人分类及应用- 3 -智能警用机器人国内外开展状况- 4 -1.2设计主要工作及完成任务- 5 -2系统设计- 6 -2.1总体设计方案- 6 -设计思路- 6 -方案论证- 7 -测速方案- 8 -2.2系统的各组
11、成模块- 8 -车体的选择和控制方式- 8 -无线通信网络单元电路的设计- 9 -铁磁材料拾取单元- 9 -直流电机驱动电路- 10 -主控单元介绍- 11 -3硬件设计- 12 -3.1智能排爆机器人系统组成- 12 -3.2主要单元电路设计- 12 -系统底盘驱动方式的选择- 12 -拾取单元的设计- 13 -视觉导航模块的设计- 13 -3.3各模块的设计- 14 -无线通讯模块的设计- 15 -LCD显示模块的设计- 16 -语音模块的设计- 16 -上位机显示模块的设计- 17 -3.4硬件系统的PCB设计- 18 -4软件设计及流程- 21 -4.1软件介绍及应用- 21 -4.2
12、程序流程- 23 -4.3图像的采集与处理- 24 -摄像头模拟信号的采集- 24 -中间点检测法和边缘检测法提取黑线- 25 -图像信息的滤波- 27 -4.4智能警用机器人各运行状态控制流程- 27 -进入障碍区- 28 -第一圈检测障碍物- 28 -剩余区域危险物的检测- 29 -位置调整及拾取障碍物- 30 -返回起点- 30 -4.5电机的数字PID控制- 31 -数字PID控制算法- 31 -电机速度的获取- 33 -电机转速的PID程序设计- 33 -4.6无线通讯模块- 34 -数据无线发送流程- 34 -数据无线接收流程- 36 -5上位机软件开发- 38 -5.1上位机系统
13、功能概述- 38 -5.2位机软件简介- 38 -5.3上位机显示的实现方式- 39 -串口通讯简介- 39 -串口通讯的函数及参数设置- 40 -警用智能排爆机器人的运行时间计算- 42 -图形化的具体实现- 42 -警用智能排爆机器人监控系统设计- 43 -6系统调试- 44 -6.1摄像头位置校准- 44 -6.2调试拾取装置- 44 -6.3测试结果- 45 -结论- 46 -参 考 文 献- 47 -附录AMC9S12DG128单片机系统原理图- 48 -附图B 驱动电路和电源管理电路原理图- 49 -附图C STC12C5410AD单片机最小系统原理图- 50 -附图D 上位机图形
14、界面- 50 -致谢- 51 -引言本设计通过对排爆机器人的功能详解以及社会的需求程度，随着世界人民对和平的追求，排爆机器人的研发越来越受到人民的关注。过去，由于自动控制技术的不够成熟，图像采集及处理的硬件设备运行速度低，制约了排爆机器人的开展。近些年，随着科学技术的开展，视频设备及计算机硬件运行速度得到了很大提高，越来越多的研究者们投入到排爆机器人领域中。排爆机器人，是排爆人员用于处置或销毁爆炸可疑物的专用器材，防止不必要的人员伤亡。它可用于在种复杂地形进行排爆。主要用于代替排爆人员搬运、转移爆炸可疑物品及其它有害危险品；代替排爆人员使用爆炸物销毁器销毁炸弹；代替现场安检人员实地勘察，实时传
15、输现场图像；可配备散弹枪对犯罪分子进行攻击；可配备探测器材检查危险场所及危险物品。排险机器人是完成特种作业的先进机器人，是集计算机、传感器、车体驱动、远程通信以及武器控制等技术所构成的高技术产品。它是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活泼、应用日益广泛的领域。根据研究部门提供的资料发现，使用智能警用排爆机器人的好处有：提高平安性，增强排爆的成功率，减少人员伤亡，促进世界和平开展。1 智能警用排爆机器人系统简介1.1 系统概述排爆机器人，是排爆人员用于处置或销毁爆炸可疑物的专用器材，防止不必要的人员伤亡。它可用于在种复杂地形进行排爆。主要用于代替排爆人员搬运、转移爆炸可疑物品及其它有害危险品；代替排爆人员使用爆炸物销毁器销毁炸弹；代替现场安检人员实地勘察，实时传输现场图像；可配备散弹枪对犯罪分子进行攻击；可配备探测器材检查危
