【E题】2023年电赛运动目标控制与自动追踪系统方案

系统的设计和制作可以按照以下步骤进行:

设计红色光斑位置控制系统:

选择合适的红色激光笔,并将其固定在一个二维电控云台上。

使用电机和编码器来控制电控云台的水平和垂直运动。

设计一个控制电路,可以通过输入控制信号来控制电机的运动,从而控制红色光斑的位置。

确保控制电路可以接收来自用户输入的目标位置信息,并将其转换为相应的电机控制信号。

设计绿色光斑位置控制系统:

选择合适的绿色激光笔,并将其固定在另一个二维电控云台上。

使用电机和编码器来控制电控云台的水平和垂直运动,与红色光斑位置控制系统相同。

设计一个控制电路,可以通过输入控制信号来控制电机的运动,从而控制绿色光斑的位置。

确保控制电路可以接收来自红色光斑位置控制系统的信号,判断目标是否在红色光斑的范围内,并相应地控制绿色光斑的位置。

系统结构和摆放位置:

将红色光斑位置控制系统和绿色光斑位置控制系统分别安装在二维电控云台上。

将红色光斑位置控制系统放置在图1(a)中的位置,并确保可以自由旋转水平和垂直方向。

将绿色光斑位置控制系统放置在图1(a)中的位置,并确保可以自由旋转水平和垂直方向。

系统控制和自动追踪:

设计一个用户界面,可以输入目标位置信息,并将其传递给红色光斑位置控制系统。

红色光斑位置控制系统接收目标位置信息后,将其转换为相应的电机控制信号,使红色光斑移动到目标位置。

绿色光斑位置控制系统接收红色光斑位置控制系统的信号,并判断目标是否在红色光斑的范围内。

如果目标在范围内,绿色光斑位置控制系统将相应的电机控制信号发送给绿色光斑,使其自动追踪目标的位置。

如果目标不在范围内,绿色光斑位置控制系统将停止发送电机控制信号,绿色光斑停止追踪。

具体方案如下:

  1. 运动目标位置复位功能:

    • 算法:使用PID控制算法,通过测量红色光斑与原点的距离误差,调整电机的运动,使光斑中心距原点误差≤2cm。
    • 硬件传感器:使用光电传感器或者摄像头来检测红色光斑与原点的距离。
  2. 运动目标控制系统:

    • 算法:使用速度控制算法,根据预设的运动路径和速度要求,控制电机的运动,使红色光斑沿屏幕四周边线顺时针移动一周。
    • 硬件传感器:使用光电传感器或者摄像头来检测红色光斑与边线的距离。
  3. A4靶纸测试:

    • 算法:使用图像处理算法,通过图像识别技术来检测A4靶纸的位置和角度。
    • 硬件传感器:使用摄像头来捕捉A4靶纸的图像。
  4. 自动追踪系统:

    • 算法:使用反馈控制算法,通过测量红色光斑和绿色光斑的距离,调整电机的运动,使绿色光斑跟随红色光斑的位置。
    • 硬件传感器:使用光电传感器或者摄像头来检测红色光斑和绿色光斑的距离。
  5. 暂停键和测量功能:

    • 算法:设计一个暂停按钮,按下按钮后,停止电机的运动,并进行光斑中心距离的测量。
    • 硬件传感器:使用光电传感器或者摄像头来测量红色光斑和绿色光斑的位置。

硬件部分的传感器可以根据具体情况选择,光电传感器可以使用光电开关或者光电二极管与光敏电阻组合。摄像头可以选择高分辨率的USB摄像头或者树莓派摄像头模块。控制电路可以使用微控制器或者单片机来实现,根据传感器的输出信号进行控制算法的计算和电机控制信号的输出。同时,可以使用声音模块和LED模块来实现声光提示功能。

相关推荐
几道之旅17 小时前
mAP、AP50、AR50:目标检测中的核心评价指标解析
人工智能·目标检测·目标跟踪
YuSun_WK1 天前
目标跟踪相关综述文章
人工智能·计算机视觉·目标跟踪
可乐加.糖2 天前
项目版本管理和Git分支管理方案
java·git·目标跟踪·gitlab·敏捷流程·源代码管理
MocapLeader2 天前
VR和眼动控制集群机器人的方法
目标跟踪·机器人·人机交互·vr·虚拟现实·多机器人协同
欢乐熊嵌入式编程3 天前
智能手表集成测试报告(Integration Test Report)
嵌入式硬件·物联网·目标跟踪·集成测试·智能手表
欢乐熊嵌入式编程4 天前
智能手表项目风险评估与应对计划书
嵌入式硬件·物联网·目标跟踪·智能手表
Wnq100724 天前
基于 NanoDet 的工厂巡检机器人目标识别系统研究与实现
人工智能·机器学习·计算机视觉·目标跟踪·机器人·巡检机器人
欢乐熊嵌入式编程5 天前
智能手表项目的《项目背景与目标说明书》样本文档
嵌入式硬件·目标跟踪·规格说明书·智能手表
欢乐熊嵌入式编程5 天前
智能手表蓝牙 GATT 通讯协议文档
嵌入式硬件·目标跟踪·规格说明书·智能手表
欢乐熊嵌入式编程5 天前
智能手表试产总结报告
嵌入式硬件·目标跟踪·规格说明书·智能手表