70、远程移动图像采集系统与图像特征处理方法解析

远程移动图像采集系统与图像特征处理方法解析

1. 基于ROS系统和微控制器的运动控制模块

机器人操作系统（ROS系统）本质上是一种用于机器人运动控制的开源操作系统。它依赖于Linux系统运行在计算机硬件之上，能提供硬件设备抽象、底层设备控制、进程消息传递等系统功能，以及编译和编写代码所需的各种功能和工具。

运动控制模块通过远程控制终端向机器人发送控制命令，以控制机器人的行进。当按下键盘上相应的移动按钮时，树莓派端的ROS系统会发布一个速度主题。在底层控制节点订阅该主题，接收速度数据并写入串口。微控制器通过读取串口发送的速度数据来控制电机运行，从而实现键盘对小车运动的控制。

主要组件包括预装Ubuntu和相应版本ROS机器人系统的树莓派3 Model B、STM32微控制器、电机驱动器、电压调节模块、编码器、惯性测量单元IMU、电源电池等。

2. 两轮差速底盘的数学模型

本研究设计的运动底盘采用两轮差速底盘。通过建立坐标系，对两轮差速底盘的运动数学模型进行简要描述。
设左右轮的角速度分别为ω1和ω2，半径分别为r1和r2，线速度分别为v1和v2，左右轮中心的距离为d。
- 当车身直线前进或后退时，车身的线速度|v1| = |v2|。
- 当车身原地旋转时，车身的角速度|ω1| = |ω2|。
- 当车身做圆周运动时，设圆弧半径为R，则车身的线速度和角速度可表示为：
- (v_{car}=\frac{v_1 + v_2}{2})
- (\omega_{car}=\frac{v_1}{R - \frac{d}{2}}=\frac{2v_1}{2R - d}=\frac{v_2}{R