基于Jetson TX2視覺識別的取放一體平衡機器人

王錦璟　武志濤　馬雨楊

關鍵詞：視覺識別；平衡機器人；機器人；PID控制；OpenCV；STM32

機器人技術是當前發展最快的領域之一，已經廣泛應用于物流、制造、醫療衛生和社會服務等多個領域。針對在復雜環境下人工操作難以實現自動化、智能化和精確性的問題，本項目開發了一款基于Jetson TX2 的取放一體平衡機器人。該機器人采用高性能的Jetson TX2作為硬件平臺，可實現高速圖像處理和計算。機器人采用現代機器人技術的機械結構和電氣控制，包括兩輪平衡機器人和機械臂等。軟件系統包括圖像處理、運動控制和用戶界面等模塊，通過自主感知、控制和運動規劃等功能，該機器人能夠精準地捕獲并放置物品。本項目在Jetson TX2 平臺上搭建了機器視覺開發環境，并利用OpenCV等技術實現了本地端圖形方式的信息傳遞功能。針對機器人運動過程中的控制，采用了PID 控制算法。

1 系統設計

1.1 系統框架

本機器人的運動控制系統采用STM32F407IGH6 作為主控，該主控采用高性能的ARM Cortex-M4 處理器，能夠有效地處理高速數據和復雜算法。該主控存儲容量可擴展，可儲存大量程序代碼和數據，確保系統具有快速響應和高效性能。此外，該主控還擁有多種外設和通信接口，支持機器人系統的多樣化和復雜功能。該系列主控還具有低功耗特性和較高性價比，易于獲取開發工具。

另外，機器人的視覺識別系統采用Jetson TX2，該系統采用基于Pascal 的多處理器GPU 架構和8 核ARM64 CPU，可提供超過1TFLOPS 的高性能計算能力，支持多種編程模型，包括神經網絡、圖像處理和流媒體編碼等，還支持多種傳感器、控制器和執行器的連接，并配備了豐富的開發工具和樣例，方便開發人員進行機器人應用的復雜開發。……