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          EEPW首頁(yè) > 工控自動(dòng)化 > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 20kg級(jí)自主水下機(jī)器人控制軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

          20kg級(jí)自主水下機(jī)器人控制軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

          作者: 時(shí)間:2012-03-16 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          摘要:介紹了用于對(duì)20 kg級(jí)便攜式AUV的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行以及。該是基于MFC對(duì)話(huà)框運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)下的程序,使用了多線(xiàn)程編程技術(shù)和串口通信技術(shù)。串口操作線(xiàn)程用于向串口讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù),并且在處理后把最終結(jié)果發(fā)送給主線(xiàn)程和導(dǎo)航線(xiàn)程。在主線(xiàn)程中將數(shù)據(jù)顯示到界面上,在導(dǎo)航線(xiàn)程根據(jù)導(dǎo)航算法計(jì)算出用于導(dǎo)航的數(shù)據(jù)并寫(xiě)入串口以AUV的運(yùn)行狀態(tài),包括AUV上浮、下潛、前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該達(dá)到了預(yù)定效果。
          關(guān)鍵詞:便攜式AUV;多線(xiàn)程;串口通信;MFC

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/160948.htm

          0 引言
          (Autonomous Underwater Vehicle,AUV)代表著未來(lái)的發(fā)展方向,因而是世界各國(guó)研究的熱點(diǎn)。而便攜式AUV由于使用方便,可執(zhí)行環(huán)境評(píng)估、水文地理、輔助水道測(cè)量、港口安全、巖屑區(qū)域繪圖等工作以及可以用在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中,將是未來(lái)AUV發(fā)展的重點(diǎn)。
          本文主要論述了便攜式AUV軟件的及其,該軟件主要用于監(jiān)視AUV在運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)信息以及控制AUV的運(yùn)行。AUV在水下運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)信息包括位置信息、航向、艙內(nèi)溫濕度、推進(jìn)器轉(zhuǎn)速、舵的方向角以及在水面時(shí)GPS傳感器數(shù)據(jù)等信息,該軟件將這些信息顯示到界面上最終對(duì)AUV的監(jiān)控和導(dǎo)航。

          1 便攜式AUV系統(tǒng)簡(jiǎn)介
          該小型AUV由兩個(gè)密封艙組成,前艙安置了傳感器系統(tǒng),后艙安置了AUV推進(jìn)器以及方向舵的控制系統(tǒng)。兩個(gè)密封艙中間放置的一個(gè)垂直推進(jìn)器用來(lái)控制AUV的上下運(yùn)動(dòng),后艙安放了用于控制AUV水平方向的水平推進(jìn)器和方向舵。系統(tǒng)搭載了AHRS、數(shù)字羅盤(pán)、GPS等傳感器,這些傳感器采集到的數(shù)據(jù)用于AUV的導(dǎo)航。AHRS傳感器用來(lái)測(cè)量AUV的航向角、俯仰角、橫滾角、3個(gè)方向的速度、加速度;數(shù)字羅盤(pán)測(cè)量AUV的航向角等信息控制軟件對(duì)一串口進(jìn)行操作,該串口連接與AUV進(jìn)行通信的無(wú)線(xiàn)模塊。將從無(wú)線(xiàn)模塊接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)慣性導(dǎo)航算法處理,根據(jù)協(xié)議將慣性導(dǎo)航算法處理結(jié)果發(fā)送到AUV,最終實(shí)現(xiàn)對(duì)AUV的控制。

          2 串口通信
          串口在做文件處理時(shí),簡(jiǎn)單的應(yīng)用可以采用查詢(xún)方式或定時(shí)方式,復(fù)雜的可以采用事件驅(qū)動(dòng)的方式。所謂事件驅(qū)動(dòng),即當(dāng)串口有數(shù)據(jù)進(jìn)入輸入緩沖區(qū)時(shí),自動(dòng)執(zhí)行接收程序。利用WinAPI讀/寫(xiě)串口操作可以有同步方式與異步方式。所謂同步方式是指發(fā)出寫(xiě)命令時(shí),直到有數(shù)據(jù)寫(xiě)入到輸出緩沖區(qū)寫(xiě)函數(shù)才返回。異步方式的重疊方式是指發(fā)出寫(xiě)操作命令后,不管寫(xiě)操作是否完成,寫(xiě)函數(shù)馬上返回,寫(xiě)操作在后臺(tái)繼續(xù)進(jìn)行,寫(xiě)操作完成后通過(guò)某種方式通知調(diào)用寫(xiě)操作的線(xiàn)程。這樣避免了主線(xiàn)程被掛起,提高了程序的工作效率。
          2.1 串口通信設(shè)置
          在實(shí)現(xiàn)串口通信時(shí),首先在界面上設(shè)置串口號(hào)、波特率、校驗(yàn)等信息。單擊按鈕打開(kāi)串口,進(jìn)入命令響應(yīng)函數(shù)OnBtnOpen(),利用API函數(shù)打開(kāi)并對(duì)串口進(jìn)行配置。最后使用API函數(shù)CreateThread創(chuàng)建一個(gè)線(xiàn)程。由于軟件工作過(guò)程中需要傳送的數(shù)據(jù)量不大,所以?xún)H僅打開(kāi)一個(gè)串口。
          主線(xiàn)程打開(kāi)串口具體流程圖如圖1所示。

          a.JPG
          在主線(xiàn)程中打開(kāi)串口的代碼如下:
          m_hCom=CreateFile(m_port,GENERIC_READ|GENERIC_WRITE,0,NULL,OPEN_EXISTING,F(xiàn)ILE_FLAG_OVERLAPPED,NULL)
          在串口操作線(xiàn)程中使用API函數(shù)ReadFile用于讀取串口數(shù)據(jù)ReadFile(hCom,buf,19,&Length,&Eol);而在該線(xiàn)程中向AUV發(fā)送控制指令時(shí)使用:
          fState=WriteFile(m_hCom,buf,19,&m_bytes,&m_os Write)


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