嵌入式与机器人不得不说的故事

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与机器人相关典故

与机器人相关典故

与机器人相关典故1. 木牛流马:1700多年前,诸葛亮发明了一种步行机器人——木牛流马,外形如牛,步态如马,能载运粮草。

但这个故事的真实性仍有待考证。

2. 西周的机器人:周穆王巡狩西部时遇到一个艺人偃师,偃师用皮革、木料、胶漆等东西制成了一个机器人,表演歌舞,甚至勾引王妃。

周穆王很生气,但当他知道这是机器人后怒气消了。

这是加载最早的古代机器人。

3. 发条骑士:莱昂纳多·达·芬奇设计了一种发条骑士,能够坐直身子、挥动手臂以及移动头部和下巴。

4. 倒酒机器人:唐代的资料记载说:洛州的县令殷文亮,性格聪巧,喜好饮酒。

他刻制了一个木机器人,并且给它穿上用绫罗绸缎做成的衣服;让这个机器人当女招待给客人倒酒。

5. 陪酒机器人:隋炀帝时代,有一个名叫柳的文人,受到皇帝的重用。

炀帝常和他在一起饮酒,有时还和他同榻共席。

原因是柳满腹经纶,知道的故事和典故都很多,柳为人又很随和,言词诙谐,谈吐幽默,说出的笑话常叫人听得大笑不止。

但炀帝不能每天都宣他进宫,就专门叫工匠刻成一个相貌非常像柳的木人。

这个木人的腹部装有机关,能够站起来,坐下去,并能行跪拜礼,和真的柳一模一样。

炀帝每晚在后宫夜饮,就叫宫人把柳的木像放在桌上,倍伴自己。

6. 沃康松的鸭子:法国家雅克·沃康松制造了一只发条鸭子,它可以扇动翅膀、发出嘎嘎叫声,以及摄入和消化食物。

7. 乞讨机器人:唐朝时,我国杭州有一个叫杨务廉的工匠,研制了一个僧人模样的机器人,它手端化缘铜钵,能学和尚化缘,等到钵中钱满,就自动收起钱。

并且它还会向施主躬身行礼。

杭州城中市民争着向此钵中投钱,来观看这种奇妙的表演。

8. 捉鱼机器人:唐代的机器人还用于生产实践。

唐朝的柳州刺史王据,研制了一个类似水獭的机器人。

它能沉在河湖的水中,捉到鱼以后,它的脑袋就露出水面。

它为什么能捉鱼呢?原来,是在这个机器人的口中放上鱼饵,并安有发动的部件,用石头坠着它沉入水中。

当鱼吃了鱼饵之后,这个部件就发动了,石头就从它的口中掉到水中,当它的口合起来时,它衔在口中的鱼就被咬住了,它就从水中浮到水面。

嵌入式在生活中的应用场景

嵌入式在生活中的应用场景

嵌入式在生活中的应用场景
嵌入式系统是指集成了计算机硬件和软件的特定用途的系统。

它可以被嵌入到各种设备中,以完成特定的功能。

嵌入式系统在我们的日常生活中有着广泛的应用场景,下面列举几个例子:
1. 智能手机:智能手机是嵌入式系统的典型代表。

它集成了处理器、操作系统、通信芯片、触摸屏等组件,通过各种应用程序和互联网连接,实现了通话、短信、浏览网页、拍照、播放媒体等多种功能。

2. 家电产品:家庭中的诸多电器产品都采用了嵌入式系统,如电视机、洗衣机、空调等。

这些产品通过嵌入的控制芯片和软件,实现了智能化的操作和功能扩展,提升了用户体验。

3. 汽车:现代汽车中也广泛应用了嵌入式系统。

例如,车载导航系统、车身稳定控制系统、发动机管理系统等都是通过嵌入式系统来实现的。

这些系统可以提供导航、安全控制、燃油效率优化等功能,提高了驾驶的便利性和安全性。

4. 医疗设备:医疗领域中的各种设备也常常使用嵌入式系统。

例如,心电图仪、血压计、体温计等设备都集成了嵌入式系统,通过传感器采集数据并进行处理,实现了监测和诊断功能。

5. 工业控制:工业生产中的自动化控制系统通常也采
用嵌入式系统。

例如,工厂的PLC(可编程逻辑控制器)系统、机器人控制系统等都是通过嵌入式系统来实现对设备和生产过程的控制和监测。

除了以上几个例子,嵌入式系统还广泛应用于安防监控、智能家居、物联网设备等领域。

随着技术的不断进步和创新,嵌入式系统在我们的日常生活中的应用场景将会越来越多样化和普遍。

嵌入式系统中的人工智能算法研究

嵌入式系统中的人工智能算法研究

嵌入式系统中的人工智能算法研究随着科技的发展,嵌入式系统的应用越来越广泛,而人工智能技术也在不断地发展。

嵌入式系统中的人工智能算法研究成为了当前科技领域的热点。

本文将从嵌入式系统中人工智能的基本概念、应用、算法等方面进行探讨。

一、嵌入式系统中人工智能的基本概念嵌入式系统是一种特殊的计算机系统,它的主要特点是追求小、快、省等特性。

嵌入式系统广泛应用于家电、工业、汽车、医疗、安防等行业。

而人工智能技术是一种让计算机像人一样思考的技术,通过模仿人类思考方式实现智能化。

在嵌入式系统中引入人工智能技术,可以实现设备的智能化和自动化控制。

二、嵌入式系统中人工智能的应用1、智能家居智能家居系统结合嵌入式系统中的人工智能算法,可以实现智能化的灯光控制、智能空调控制、智能窗帘控制等。

这些设备可以通过语音识别等人工智能技术进行控制。

此外,还可以通过嵌入式系统对家庭能源的消耗进行监测和控制,实现家庭的节能和智能化控制。

2、智能医疗智能医疗设备是目前较为热门的应用之一,它们可以在嵌入式系统的基础上引入人工智能技术,实现智能巡视、健康监测、自动处理等。

智能药箱可以通过人工智能技术,自动分配每个病人所需的药品剂量,避免给错药或者药量不对的情况。

智能床垫可以通过嵌入式系统记录睡眠状态和数据,进行睡眠质量分析,为用户提供健康建议。

3、智能交通智能交通系统是嵌入式系统中的一种应用,人工智能技术可以用于实现交通信号灯的智能控制、交通拥堵的智能疏导、车辆导航的智能化等。

嵌入式系统也可以用于智能车载设备中,提供高精度的地图服务和路况监测,为驾驶员提供最佳的行车路线和车辆信息。

三、嵌入式系统中的人工智能算法1、神经网络算法神经网络算法是一种模拟人脑神经网络运作方式的计算方法。

神经网络对数据的处理能力很强,可以用于图像识别、语音识别等多个领域。

在嵌入式系统中,神经网络算法也可以用于智能家居中的语音识别、智能医疗设备中的心电图诊断等。

2、遗传算法遗传算法是根据生物进化的原理引入的一种计算方法,它可以通过遗传、交叉、变异等运算方式实现优化问题的搜索。

嵌入式-让营销更给力 营销案例100例

嵌入式-让营销更给力 营销案例100例

[嵌入式:让营销更给力]营销案例100例“共享与搜寻”成为新消费群体的两大消费习性。

消费者会学着将自己对某类产品的感觉通过网络与伴侣共享,也日益习惯于在购买某产品前先到网络上收集下相关促销信息、其他消费者的言论和使用者的评论。

弗里德曼在《世界是平的》一书中把“上传驾驭网络社区的力量”定为�平世界的十大动力之一。

对企业来说,消费者不再宁静的坐在台下看我们的表演,听我们诉说,他们更多需要的是沟通。

明显,假如你沟通得当,他才会与你共舞,甚至成为你的免费雇员。

曾有人说,网络营销只适合如耐克、阿迪达斯这样的大企业,由于大企业有大的号召力和参加度,而一个小品牌做类似营销明显会失败。

甚至有人质疑,互联网不能算一个优秀的媒体,理由是:媒体的优秀是看能否和央视那样把一个小品牌一夜成名,网络明显无法达到。

不得不说,这样的论断是片面的,一个媒体的好坏论断,细化一点就是:相当的预算能否产生相当的收益。

如今,科特勒先生对营销“4P”模型进行了修正,提出了最新的市场营销模型CCDVTP:创新、沟通、价值传递、目标市场和获利。

即:针对目标市场,通过创新、沟通和价值传递,实现赢利。

用沟通代替了以前的促销,企业由以前的“独白者”转变为“沟通者”。

是的,随着市场竞争日益白热化,和以往的“细分”不同,“沟通”将成为营销界下一个热点话题。

而互联网的快速进展,尤其是社区、博客等的普及,正在为企业营造一个个良好的沟通环境,企业将如何利用好这些沟通平台与消费者对话呢?嵌入式营销如何“嵌入”?以后将是“嵌入式”营销的时代。

此类营销胜利的关键在于,一个良性的沟通环境和模式。

消费者可不再情愿听我们发表什么冰冷严厉的言论、自以为精彩的表白、一本正经的表演。

而光靠嘉奖和宣言、广告语吸引大家参加沟通,明显也不是最高超的方法,我们应把沟通过程和内容嵌入消费者生活、需求、爱好中去。

企业可以整合自身资源让自己担当东道主、主持、专家、伴侣,与目标人群去沟通,而沟通的议题应当是符合消费者的需求或习惯的。

人工智能技术的嵌入式应用

人工智能技术的嵌入式应用

人工智能技术的嵌入式应用随着数字化时代的到来,人工智能技术的发展与应用已然成为了全球关注的热点。

从大数据分析到智能机器人,从语音识别到图像识别,人工智能技术在各行各业的应用中发挥了重要作用。

而作为人工智能技术的核心部分之一,人工智能技术的嵌入式应用也在逐渐成为一个新的领域。

什么是人工智能技术的嵌入式应用?简单来说,嵌入式人工智能应用主要用于发展智能化产品,基于某些硬件和软件的技术,使得设备具有更高端的智能化体验和较高的运行效率。

在现代硬件技术的支持下,人工智能技术的嵌入式应用不断地创新和突破,也越来越多地被应用于实际的生产和生活中。

在许多领域,嵌入式人工智能应用已经成为解决问题和改善用户体验的良好方式。

例如,在企业的生产中,嵌入式人工智能应用可以帮助企业更好地了解用户需要,对物流和生产流程进行精细管理。

此外,嵌入式人工智能应用还可以在家居设备中实现自动化控制、智能客户服务等,更好地满足用户的需求。

人工智能技术的嵌入式应用除了能在生产和生活中带来更好的效果外,还对开发人员也带来了新的机遇。

通过嵌入式人工智能应用,开发人员可以实现智能网联车辆、智能制造和智能医疗等更为复杂的应用程序,拓展人工智能技术在各行各业的应用范围,同时也为开发者带来涨更为广泛的发展机遇。

然而,人工智能技术的嵌入式应用也面临着一些难题和挑战。

首先,嵌入式人工智能应用需要充分满足用户的需求和使用体验。

其次,在技术层面上,嵌入式人工智能技术需要更加精细和高效,才能真正发挥其应有的价值。

此外,人工智能技术的嵌入式应用还需要考虑数据和隐私保护的问题,确保用户的安全和隐私不受损害。

尽管面临种种困难和挑战,人工智能技术的嵌入式应用依然在向前发展。

通过推广和普及这种技术,我们可以期待未来在各个领域普及智能化技术,为世界创造更加美好的生活方式。

人工智能 嵌入式 创新实例

人工智能 嵌入式 创新实例

人工智能嵌入式创新实例人工智能(Artificial Intelligence,简称AI)和嵌入式技术是当今科技领域中的两个热门话题,它们的结合为各行各业带来了无限的创新可能。

本文将介绍几个以人工智能嵌入式创新为核心的实例,展示它们在不同领域中的应用。

1. 智能家居随着人工智能和嵌入式技术的发展,智能家居成为了现代家庭的标配。

智能家居系统通过嵌入式芯片和传感器,实现了对家庭中各种设备的智能控制和自动化管理。

例如,我们可以通过语音助手控制智能灯光、智能窗帘等设备,实现智能家居的概念。

此外,智能家居还可以通过人工智能算法分析家庭成员的行为习惯,自动调节温度、照明等参数,提供更加舒适和节能的居住环境。

2. 智能交通在交通领域,人工智能嵌入式创新的应用也呈现出巨大潜力。

智能交通系统可以通过嵌入式芯片和传感器实时监测交通流量、车辆位置等信息,并通过人工智能算法实现智能信号灯控制、智能停车管理等功能。

此外,智能交通系统还可以通过分析交通数据,预测交通拥堵状况,提供实时的交通导航和路线规划,提高交通效率和减少耗时。

3. 智能医疗人工智能嵌入式创新在医疗领域的应用也引起了广泛关注。

通过嵌入式传感器和人工智能算法,医疗设备可以实时监测患者的生理参数,如心率、血压等,并通过人工智能算法进行分析和诊断。

此外,智能医疗系统还可以通过与医疗数据库的连接,提供个性化的医疗建议和治疗方案,为医生和患者提供更加精准和高效的医疗服务。

4. 智能农业人工智能和嵌入式技术的结合也为农业领域带来了创新变革。

智能农业系统通过嵌入式传感器和人工智能算法,实现了对农田土壤、气候等环境参数的实时监测和分析。

通过分析农田数据,智能农业系统可以根据不同作物的需求,自动调节灌溉和施肥等措施,提高农业生产的效率和质量。

此外,智能农业系统还可以通过人工智能算法预测病虫害的发生,并提供相应的防治措施,减少农业损失。

总结起来,人工智能嵌入式创新在智能家居、智能交通、智能医疗和智能农业等领域的应用都展现出了巨大的潜力。

基于嵌入式系统的智能交互机器人设计与实现

基于嵌入式系统的智能交互机器人设计与实现简介随着人工智能技术的快速发展,嵌入式系统的智能交互机器人逐渐走入人们的生活。

智能交互机器人可以与人们进行语音交流、执行简单任务等,为我们的生活带来了很大的便利。

本文将讨论基于嵌入式系统的智能交互机器人的设计与实现,包括硬件选型、软件开发和交互设计等方面。

一、硬件选型嵌入式系统的智能交互机器人需要选择适合的硬件平台来实现。

在硬件选型方面,我们可以考虑以下因素:1. 中央处理器(CPU):选择性能强大、功耗低的CPU,以确保机器人的运行速度和电池寿命。

2. 存储器:机器人需要大容量的存储器来存储语音、图像等数据,可以选择内置存储和可扩展存储。

3. 摄像头:选择高分辨率、广角的摄像头,以获得清晰的图像和良好的视野。

4. 麦克风:选择高质量的麦克风,以准确地接收用户输入的语音指令。

5. 电池:选择高容量、长寿命的电池,以保证机器人的工作时间。

二、软件开发1. 操作系统选择:可以选择Linux、Android等适合嵌入式系统的操作系统作为机器人的基础。

2. 语音识别技术:使用语音识别技术将用户的语音指令转化为机器能够理解的指令。

可以选择成熟的语音识别引擎,如百度语音识别、讯飞语音识别等。

3. 自然语言处理技术:结合自然语言处理技术,使机器能够理解并回应用户的自然语言输入。

可以使用自然语言处理库,如NLTK、spaCy等。

4. 机器学习算法:机器人可以通过机器学习算法进行自主学习和优化,提高其智能交互的精度和准确性。

可以使用机器学习框架,如TensorFlow、PyTorch等。

5. 用户界面设计:设计友好的用户界面,使用户能够方便地与机器人进行交互。

可以使用图形界面开发工具,如Qt、Electron等。

三、交互设计1. 用户体验设计:考虑用户的需求和使用场景,设计机器人的交互流程和界面。

通过用户研究和用户反馈,不断改进交互设计,提供更好的用户体验。

2. 多模态交互:除了语音交互,可以考虑使用图像、触摸屏等多种方式进行交互,提供更丰富的交互体验。

和机器人的故事作文

《和机器人的故事》嘿,你知道吗?我和一个机器人有过一段特别有趣的经历。

那是一个周末,我去参加了一个科技展览。

展览上各种各样新奇的玩意儿让人眼花缭乱,可最吸引我的,还是那个能跟人交流的机器人。

它长得方方正正的,脑袋上有一双大大的眼睛,一闪一闪的,还会说话呢。

我好奇地凑过去,想跟它打个招呼。

“你好呀,机器人!”我笑着说。

它立刻回应我:“你好,朋友!”那声音听起来有点机械,但还挺好玩的。

我就开始跟它闲聊起来,问它各种问题,比如“今天天气怎么样?”“你会唱歌吗?”它都能回答我,虽然有时候答案有点怪怪的。

后来,我突发奇想,想跟它玩个游戏。

“咱们来玩猜谜语怎么样?”我眨眨眼睛。

“好呀!”机器人回答得很干脆。

我想了个简单的谜语:“红红果子棍上挂,外裹糖儿滋味佳。

(打一食品)”机器人想了一会儿,说:“是糖葫芦吗?”“哈哈,你答对啦!真聪明!”我兴奋地拍起手来。

接着,轮到机器人出谜语了。

它说:“一个黑孩,从不开口,要是开口,掉出舌头。

(打一食物)”我歪着脑袋想了半天,也没想出来。

“哎呀,到底是什么呀?”我急得直跺脚。

机器人得意地说:“是瓜子呀!”我恍然大悟,忍不住笑了起来。

玩了一会儿,我发现这个机器人还挺有趣的。

就在这时,意外发生了。

不知道怎么回事,机器人突然卡住了,眼睛也不闪了,说话也不利索了。

“哎呀,你这是怎么啦?”我着急地围着它转圈圈。

旁边的工作人员赶紧过来检查,弄了好一会儿,机器人终于又恢复正常了。

“哎呀,可把我吓坏了,我还以为你坏掉了呢!”我松了一口气。

机器人说:“不好意思,让你担心啦。

”那天和机器人相处的时光,真是让我难忘。

从那以后,每次想到那个机器人,我都会忍不住笑起来。

嵌入式系统的AI技术应用与实践

嵌入式系统的AI技术应用与实践随着人工智能(AI)技术的快速发展,嵌入式系统领域也开始广泛应用人工智能技术,以提高系统的智能化水平和功能性。

本文将重点探讨嵌入式系统中人工智能技术的应用与实践,并介绍一些成功的案例。

一、嵌入式系统与人工智能技术的融合嵌入式系统通常指的是内嵌在其他设备或系统中的计算机系统,具有特定的功能和资源限制。

人工智能技术则是模拟人类智能的理论、方法和技术的总称。

将人工智能技术应用于嵌入式系统,可以使系统具备更强大的决策能力、实时性能和智能化的功能。

二、嵌入式系统中AI技术的应用1. 语音识别语音识别是嵌入式系统中常见的人工智能技术应用之一,通过机器学习和模式识别等技术,将语音转化为可识别的文本或指令。

这项技术广泛应用于智能音箱、智能手机等领域,使得用户可以通过语音与设备进行交互。

2. 图像识别图像识别是一项基于机器学习和模式识别的技术,嵌入式系统中的应用也越来越普遍。

例如在智能监控系统中,通过图像识别技术可以实现人脸识别、车牌识别等功能,提高了安全性和便捷性。

3. 自动驾驶自动驾驶技术是目前嵌入式系统中AI技术应用的热点之一。

通过传感器、相机和雷达等设备获取周围环境信息,并通过人工智能算法进行处理和决策,实现车辆的自主驾驶。

这项技术的应用不仅提升了行车的安全性,还能提高交通效率。

4. 机器人控制人工智能技术在机器人控制领域的应用越来越广泛。

在嵌入式系统中,通过深度学习和强化学习等技术,使得机器人能够具备自主感知、决策和执行的能力。

这在工业生产、医疗护理等领域发挥着重要作用。

三、嵌入式系统中AI技术的挑战与解决方案嵌入式系统中应用AI技术也面临一些挑战,如计算资源有限、实时性要求高、功耗限制等。

针对这些挑战,可以采取以下解决方案:1. 算法优化:精简算法,降低计算资源消耗,提高效率和实时性。

2. 硬件优化:开发适用于嵌入式系统的专用芯片,提高运算速度和能效。

3. 传感器融合:通过利用多种传感器数据进行多模态信息融合,提高决策准确性和鲁棒性。

基于嵌入式系统的智能机器人设计与实现

基于嵌入式系统的智能机器人设计与实现随着科技的不断发展,智能机器人的应用越来越广泛。

与此同时,嵌入式系统也逐渐成为机器人领域中的重要组成部分。

基于嵌入式系统的智能机器人,具有高性能、高精度、高可靠性等特点,已经应用于工业、医疗、教育等多个领域。

本文将介绍一种基于嵌入式系统的智能机器人的设计与实现方案。

我们选择了最常见的轮式机器人作为机器人的底盘,并使用了视觉和语音识别技术,实现了机器人的自主导航、目标搜索和语音控制等功能。

硬件设计硬件设计是机器人设计过程中的重要环节。

我们对机器人进行了部件的选择和嵌入式系统的设计。

1. 机器人底盘的选择机器人的底盘部分是机器人移动的关键,我们选择了常见的两驱轮式底盘。

这种底盘结构简单,易于控制,可以满足智能机器人的基本功能需求。

2. 单片机的选择我们选择了飞思卡尔公司的MK60DN512ZVMD10单片机作为控制器。

该单片机性能强大,同时兼顾了低功耗和高效能的特点,能够满足复杂的实时任务需求。

该单片机的主频为120MHz,内置2MB闪存和256KB的SRAM,可以满足机器人复杂控制算法的需求。

3. 视觉系统视觉系统是实现机器人自主导航和目标搜索的关键。

我们采用了USB摄像头,可以通过单片机的USB接口进行数据传输。

同时,我们还使用了OpenCV图像处理库,对图像进行处理和分析,可以对机器人周围的环境进行实时监测和识别。

4. 语音识别系统我们使用了基于云服务的语音识别系统。

机器人通过WiFi或3G网络连接到云服务平台,将语音数据上传到平台进行处理和识别,返回控制指令后机器人执行相应操作。

软件设计软件设计包括嵌入式系统的驱动程序设计和控制程序设计。

1. 嵌入式系统驱动程序设计我们首先对机器人各个部件进行了驱动程序的编写。

包括底盘驱动、电机控制、USB驱动、WiFi模块驱动等。

驱动程序的编写,对于整个机器人的控制和数据处理有着重要的作用。

2. 机器人控制程序设计机器人控制程序是实现机器人自主导航、目标搜索和语音控制等功能的核心。

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嵌入式系统在机器人控制中的应用
1嵌人式系统的简介
嵌入系统是指以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可剪裁,适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

它主要由嵌入微处理器、外围硬件设备、嵌人式操作系统以及用户应用软件等部分组成。

用于实现对其它设备的控制、监视和管理等功能,它通常嵌人在主要设备中运行。

一个最小的嵌人式系统的基本组成为:
①一个用作引导的可用设施(工具);
②一个具备内存管理,进程管理和定时器服务的LINUX微内核;
③一个初始进程;
④硬件的驱动程序;
⑤一个或几个应用进程以提供必要的应用功效。

嵌入式系统与普通的PC系统相比主要具有以下特点:
(1) 嵌入式系统功耗低,体积小,专用性强。

嵌入式CPU工作在为特定用户群设计的系统中,能够把PC中许多板卡完成的任务集成到芯片内部,有利于嵌入式系统设计的小型化。

(2) 嵌入式系统中的软件一般固化在存储芯片或单片机本身中,以提高实行速度与系统可靠性。

硬软件都必须高效设计,系统要精简,对软件代码质量要求很高。

操作系统一般和软件集成在一起。

(3) 嵌入式系统开发需要专门的开发工具和开发环境。

2 嵌入式系统在机器人中的应用
不论是在工业控制中,还是在商业领域里,机器人技术都得到了广泛的应用。

从用于生产加工的传统工业机器人到丰富大众生活的现代娱乐机器人,都与嵌入式系统密不可分。

现有的大多数机器人,都采用单片机作为控制单元,以8位和16位最为常见,其处理速度较低,没有操作系统,无法实现丰富的多任务功能,系统的潜力没有得到充分的发掘和应用。

随着嵌入式控制器越来越微型化、功能化。

机器人技术获得更大的发展机遇,无论从控制系统的结构还是机器人的智能程度方面都得到了很大的提高。

以索尼的机器狗为代表的智能机器宠物是最典型的嵌入式机器人控制系统,除了能够实现复杂的运动功能,它还具有图像识别、语音处理等高级人机交互功能,它可以模仿动物的表情和运动行为。

火星车也是一
个典型例子,这个价值10亿美金的技术高度密集移动机器人,采用的是VxWorks操作系统,它可以在不与地球联系的情况下自主工作。

下面从运动控制系统、远程控制、视频图像采集系统三个方面分析嵌入式系统在机器人中的应用情况。

2.1 运动控制系统
运动控制系统作为机器人控制技术的核心内容,更是受到越来越多的关注。

控制系统性能直接关系到机器人的整体运动性能。

运动控制系统主要用来完成信息融合和决策规划等任务实现机器人稳定控制。

同时,运动控制系统通过CAN总线接收场外服务计算机的命令,并根据策略库进行决策,随后通过串口发送具体的行为控制指令,将机器人要执行的动作按规定的协议格式传送给驱动器,控制机器人的行为,集中体现了机器人的智能程度。

机器人的运动控制部分一般采用ARM系列来完成,下面以ARM7为例说明一下嵌入式与机器人的运动控制的关系。

图2.1是ARM 7实现电机控制的框图,ARM 7通过串口接收数据,并根据定义好的串口相关通信协议对接收到的数据进行解析,得到各个电机的转向以及运动圈数,从而控制电机的转动,串口数据的接收是通过中断的方式来实现的。

一旦有数据到达,就产生一次中断,在中断服务程序中,新发送过来的数据将被保存起来,并且设置标志位为真,用以通知主任务有新的数据到达,可以调用电机驱动程序来实现电机的运动。

从而达到对机器人的运动进行控制。

图2.1 ARM 7实现电机控制框图
2.2 远程控制系统
远程控制机器人是指将机器人与internet连接,使得人们可以在任何地方通过浏览器访问机器人,实现对机器人的远程监视和控制。

它以internet为构架,不仅降低了遥操作系统
的成本,也使机器人为越来越多的人们所熟悉和共享。

广义上讲,机器人是由计算机控制的自动化装置。

而远程控制机器人则是接受远距离控制指令的机器人。

这些指令一般来自受过培训的操作人员,操作人员在远程环境中操作并通过位置传感器、力传感器、视觉反馈等方式测量控制结果。

50年代人们开发了远程操作机械手并将其用Los Alamos的辐射区,从此便诞生了遥操作( teleoperation)。

遥操作主要用于危险环境或人们不易到达的地区,如辐射区、地下采矿、水下运载和航空航天,目前又扩展到勘探、导弹部署和医疗等应用领域。

在这一领域,NASA(美国国家航空航天局)是最大的研究组织之一1997年,NASA的火星旅居者(Mars Sojourner)远程控制机器人就已成功地应用于火星计划。

机器人远程控制在空间探索、深海勘探和危险环境作业等领域具有不可替代的作用。

科学技术的飞速发展和普及以及传输速度的不断提高为机器人远程控制提供了廉价而便捷的通讯手段。

基于嵌入式实现机器人的远程控制进一步拓展了其应用范围,在远程医疗、设备共享和远程教学等方面显示了其优越性。

任何能连接上互联网的地方的用户,在远程用户端输入机器人控制命令后通过互联网传送到嵌入式系统对机器人进行控制,并且可以将机器人的运动轨迹做相应的反解,从而得到各个控制关节,即相应的电机的运动数据,这些数据通过互联网传送到近端控制中心ARM 9控制板上,通过它转发给实时控制板ARM7,ARM7就控制伺服驱动器让电机按预定的轨迹运动,从而实现机器人的远程控制。

下图2.2是远程控制系统的框架图:
图2.2 远程控制系统框架图
远程用户端一个重要的功能是能实时地观看到机器人的运动姿态,所以一个视频客户端是必须的。

基于服务器/客户端的模型,在ARM 9控制板上运行着视频服务器,该视频服务器与带USB接口的摄像头相连,摄像头实时地采集并联机器人的运动状态,并将采集到的图像编码,ARM 9控制板将经过编码压缩后图像数据通过以太网传送到远程客户端,远程客户端在接收到图像数据后经过解码、显示从而形成视频图像,用户也就可以观测到机器
人的运动状态。

ARM 9控制板是整个系统的核心,它扮演着系统的数据中心,控制中心的角色。

一方面它将摄像头采集到的视频数据经过编码后,通过以太网发送到远程用户端;另一方面它将它还需要负责将远程用户端传送过来的控制命令解析并转发给ARM 7控制板并接收反馈信息。

2.3 视频图像采集系统
图像处理技术又称“机器视觉”,乃是将被测对象的图像作为信息的载体,从中提取有用的信息来达到测量的目的,具有非接触、高速、获得信息丰富等优点。

机器人系统一般通过摄像头采集对象的图像信息,然后通过处理系统对采集到的图像进行数字化的处理和分析,根据检测要求可得到对象的特征信息,随后进一步对此进行判断并输出结果,使机器人做出正确的判断。

以象棋机器人为例说明嵌入式系统在视频监控系统方面的应用。

象棋机器人作为娱乐机器人的一种,凝聚了图像识别与计算机视觉、人工智能、现代计算机技术和智能控制等技术,使人们在和它对弈中得以娱乐消遣。

象棋机器人要对棋盘变化进行判断,然后做出相应的“对策”,这个过程要用到复杂的图像处理算法、棋步产生算法和运动规划算法。

对于这些复杂的算法一般的微处理器是没法完成的,高性能数字信号处理器(DSP)和32位的ARM处理器能够解决这一问题。

象棋机器人首先需要利用CCD摄像头获得棋盘及棋盘上各个棋子位置的图像信息,然后对得到的图像进行处理得到各棋子的坐标信息,主处理器提取各棋子的坐标信息调用棋步产生程序产生合理的棋步.具体为所要移动棋子的坐标及该棋子移动到的目的坐标信息,下级从处理器得到这些棋子的坐标信息调用控制算法对机器人手臂进行运动规划控制机械臂完成棋子的移动动作。

整个过程类似生物神经系统反射的产q|过程:感受器一传入神经一神经中枢一传出神经一效应器。

依据模块化思想,整个系统可以分为三大功能模块:象棋机器人ARM控制模块、图像处理模块、机械臂运动控制模块。

其中ARM控制模块相当于人的大脑,它作为神经中枢负责对系统进行总体控制;图像处理模块相当于感受器,通过CCD 获得图像信息并进行处理,然后将处理的结果传递给ARM控制模块;运动控制模块相当于效应器,接到ARM控制器的运动命令后,响应命令控制机械作相应的运动。

3 嵌入式系统在机器人应用中的发展趋势
随着网络技术的日益成熟,支持网络功能的嵌入式产品将得到越来越广泛的应用,这不仅将成为嵌入式系统发展的一个热点,也将是机器人技术的一个研究热点,基于嵌入式系统
的机器人技术的未来的研究有以下几点趋势:
(1) 高集成度、低功耗、小型化。

随着嵌入式系统的微型化、智能化,机器人将朝着高智能化、高集成度、小型化方向发展;
(2) 提供方便、快捷的人机界面。

嵌入式系统被广泛使用,主要原因是它的多媒体人机界面的方便、快捷,这将使机器人的操作更加方便快捷、人性化;
(3) 远程控制必成为趋势。

4总结
嵌入式系统在机器人控制系统中起到了极为重要的作用,特别是在运动控制、视频图像采集、传送和显示与监测方面起到了很重要的作用;是整个控制系统的实时性、正确性得到保证的关键。

在嵌入式技术的支持以及多媒体网络技术的支持下,对机器人进行远程控制与监测将会成为现实,并且随着嵌入式系统以及多媒体网络技术的进一步发展,机器人技术将会有着更广阔的发展空间。

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