用LabVIEW在性的機(jī)器人大賽中獲得勝利虛擬儀器

用LabVIEW在性的機(jī)器人大賽中獲得勝利虛擬儀器

 北京瀚文網(wǎng)星科技有限公司

來自方提斯應(yīng)用科技大學(xué)工程系的大三學(xué)生接受了在四個月時間內(nèi)從頭開始開發(fā)機(jī)器人的挑戰(zhàn)，以便參加在德國不倫瑞克市舉辦的《2010年田地機(jī)器人競賽》。《田地機(jī)器人競賽》是一個泛歐洲的比賽，由來自歐洲主要大學(xué)的20個團(tuán)隊參加。每個團(tuán)隊將建造一臺機(jī)器人，以執(zhí)行以下三項關(guān)鍵任務(wù)：

1.     在三分鐘時間內(nèi)盡可能遠(yuǎn)距離獨立行駛通過長線型、道路彎曲的玉米地行。

2.     在寬達(dá)1米間隙的兩行直線型玉米地行之間導(dǎo)航，于三分鐘時間內(nèi)盡可能遠(yuǎn)地行駛。

3.     探測玉米稈之間的種子、灑水或者對種子進(jìn)行有效處理。

機(jī)器人開發(fā)

我們把機(jī)器人命名為“谷神星（Ceres）”（以羅馬農(nóng)業(yè)女神命名）。谷神星包括兩個用于為四個車輪提供動力的馬達(dá)以及兩個用于方向控制的馬達(dá)。因為機(jī)器人的倒車與向前驅(qū)動*一樣，從而簡化了軟件開發(fā)。

我們選擇LabVIEW實時模塊和National Instruments的嵌入式視覺系統(tǒng)，從頭開始制造谷神星。視覺系統(tǒng)是一個運行實時OS的嵌入式強(qiáng)固型計算機(jī)。我們在嵌入式系統(tǒng)上安裝了一個IEEE 1394彩色攝像機(jī)，它朝向一個安裝好的拋物面鏡并且提供機(jī)器人周圍區(qū)域360度景象。通過這種方法，我們用一臺攝像機(jī)就可以探測機(jī)器人周圍的物體，*簡化了信號監(jiān)控和處理。嵌入式計算機(jī)使用串行端口與自行開發(fā)的馬達(dá)控制器通信。

可以進(jìn)行并行處理障礙探測和路徑規(guī)劃的LabVIEW

在2009年的競賽中，我們的機(jī)器人基于安裝有Linux系統(tǒng)的計算機(jī)并且使用ANSI C算法。但是今年我們想要在較短的時間內(nèi)開發(fā)出具有更復(fù)雜的功能（與ANSI C算法相比較）的代碼。

對于2010年的競賽，我們選擇LabVIEW圖形化系統(tǒng)設(shè)計軟件進(jìn)行更快、更容易地開發(fā)。沒有程序設(shè)計經(jīng)驗的團(tuán)隊成員同樣可以借助LabVIEW GUI毫不費力地對項目做出貢獻(xiàn)。我們還使用LabVIEW 在代碼中實施并行處理，無需并行程序設(shè)計方面的大量經(jīng)驗。

LabVIEW中的實時處理和視覺整合還能夠確保比以往更加無縫的程序設(shè)計，節(jié)省了短期開發(fā)窗口的珍貴時間。我們還在原型開發(fā)期間使用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，因此我們可以在獲得機(jī)器人硬件之前開發(fā)代碼。

攝像機(jī)可以獲得30每秒幀數(shù)的圖像， LabVIEW視覺開發(fā)模塊可以覆蓋彎曲的感興趣區(qū)域（ROI）并且采用過度綠色濾波器。這是一種計算密集型的濾波器并且軟件根據(jù)RGB值重新計算了每個像素值。為了提高計算速度，我們采用LabVIEW 2009中的新增特性 —— 并行For循環(huán)，在不同處理器核上自動劃分For循環(huán)迭代，從而通過多線程處理器可以同時處理For循環(huán)的單個迭代。程序以感興趣區(qū)域（ROI）為閾值并且計算x軸上的累積直方圖。通過累積直方圖，軟件程序可以搜索玉米植株的邊緣并且相應(yīng)控制機(jī)器人的行駛方向。

結(jié)果

借助LabVIEW，我們制造了一個可以比其他軟件更快、更好執(zhí)行競賽任務(wù)并且更加容易操作的機(jī)器人。在《田地機(jī)器人競賽》中，谷神星在三項比賽中和16個團(tuán)隊的機(jī)器人展開競爭并且贏得了其中兩項比賽的*名，從而獲得了整體zui高獎項。機(jī)器人在*項比賽中表現(xiàn)得特別好，其行使速度比第二名快了三倍。

北京瀚文網(wǎng)星科技有限公司，是一家以LabVIEW（虛擬儀器）為主要技術(shù)手段的開發(fā)公司，為您提供全套的系統(tǒng)集成服務(wù)，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計、軟件開發(fā)、軟件與硬件的產(chǎn)品升級與改造。其服務(wù)領(lǐng)域包括：汽車、通信、航空、半導(dǎo)體、電子設(shè)計生產(chǎn)、過程控制和生物醫(yī)學(xué)等各領(lǐng)域。涵蓋了從研發(fā)、測試、生產(chǎn)到服務(wù)的產(chǎn)品開發(fā)所有階段。

      北京瀚文網(wǎng)星科技有限公司經(jīng)N認(rèn)證，已正式成為NI聯(lián)盟合作伙伴，為您提供運動控制、電子設(shè)計、視覺和射頻以及無線等諸多領(lǐng)域的解決方案，技術(shù)咨詢以及資源整合。所提供服務(wù)確保符合NI產(chǎn)品認(rèn)證和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，更有效地使用NI資源，提供優(yōu)質(zhì)的NI產(chǎn)品及LabVIEW軟件服務(wù)。

    北京瀚文網(wǎng)星科技有限公司不但代理NI全系列產(chǎn)品，更為您提供LabVIEW軟件服務(wù)。在NI產(chǎn)品使用過程中，或者由于時間關(guān)系，或者NI產(chǎn)品本身功能比較復(fù)雜，導(dǎo)致工作無法順利開展。這些都可以交給我們來解決。我們不僅僅是代理，更為您提供技術(shù)解決方案。公司在設(shè)備開發(fā)與集成方面積累了豐富經(jīng)驗，為您提供完整的解決方案?？梢蕴峁┙Y(jié)構(gòu)設(shè)計、機(jī)械加工、有機(jī)玻璃設(shè)計與加工、電路設(shè)計、機(jī)箱選型、開孔與絲印、線纜及連接器選型與加工等服務(wù)。

    經(jīng)過多年的積累，目前北京瀚文網(wǎng)星科技有限公司產(chǎn)品已有多個品種，包括：防護(hù)時間測試儀、高速粒子沖擊試驗機(jī)、工業(yè)用*（人工肺）、氣密阻力測試儀、皮秒級時間間隔計數(shù)器、多通道移相信號源，從項目策劃階段，我們就會介入，一起討論，并提供我們的建議供參考。