1．3、云臺驅(qū)動原理

云臺控制攝像頭的運動，這里采用了MG995舵機云臺。二自由度的MG995舵機云臺是一款扭矩大、性價比高的小型云臺，可以在水平方向和垂直方向做180°的二自由度運動。安裝上攝像頭可以實現(xiàn)圖像監(jiān)控、圖像識別和定位追蹤等功能;加裝超聲波測距傳感器或紅外傳感器可以組合成一體化探測裝置，使機器人能感測周圍的障礙物，從而可以實現(xiàn)機器人自動避障功能。

舵機云臺驅(qū)動原理也是PWM調(diào)速信號控制，舵機最早用于船舶上實現(xiàn)特定的轉(zhuǎn)向功能，由于通過程序可以控制其連續(xù)轉(zhuǎn)角，因而被廣泛應(yīng)用在智能小車和機器人等關(guān)節(jié)運動上。舵機的控制信號周期為20ms的脈寬調(diào)制信號，脈沖寬度0．5～1．5ms相對應(yīng)的舵盤位置為0～180°，這個過程呈線性變化。給舵機提供周期為20ms寬度在0．5～1．5ms中的某個的脈寬信號，舵機的輸出軸就會保持相對應(yīng)角度。無論外界轉(zhuǎn)矩怎么改變，輸出軸的位置不會改變。除非提供一個新的脈寬信號，舵機才會改變輸出角度到新的對應(yīng)位置上。

在STM32單片機上給出兩條信號線分別連接水平方向和垂直方向上的兩個舵機，通過調(diào)制出周期為20ms寬度在0．5～1．5ms的PWM信號即可控制舵機在兩個方向上的角度，即可控制云臺攝像機的位置。初始化時將脈寬調(diào)制到1．5ms，使舵機在90度的中間位置，程序正常運行時通過上位機的指令來調(diào)整脈寬的寬度來控制舵機相應(yīng)的位置。

1．4、小車實物展示

實物見圖2。

圖 2 ?視頻小車實物圖

2、中層傳輸層

傳輸層是完成對控制命令的傳輸，是連接小車和電腦的橋梁，同時也負(fù)責(zé)視頻畫面的采集和編碼，這里用Ｒalink公司的一款ＲT5350路由器芯片完成工作。ＲT5350平臺是基于MISP的Linux系統(tǒng)，和我們的PC配置類似，有必要的CPU、內(nèi)存和硬盤。CPU是MIPS架構(gòu)360M主頻ＲT5350芯片，內(nèi)存則是32MBSDＲAM芯片，硬盤是8MB的FLASH閃存，采用的是基于Linux的OpenWrt路由器系統(tǒng)。內(nèi)核里安裝了UVC的USB攝像頭驅(qū)動程序，并且運行了Mjpg-Streamer視頻傳輸服務(wù)器軟件，實現(xiàn)了對視頻畫面的傳輸?？刂泼畹膫鬏斒峭ㄟ^Ser2net一款I(lǐng)P轉(zhuǎn)串口的軟件，實現(xiàn)IP協(xié)議與單片機命令的對接。

2．1ＲT5350芯片

ＲT5350的特征是性價比高，成本優(yōu)勢大，因而迅速占領(lǐng)了很大部分的低端路由器市場。由于支持USB2．0的擴展，配合3G網(wǎng)卡能擴展成3G路由器，配合USB攝像頭能擴展成Wifi攝像機，配合USB聲卡能擴展成Wifi音響，還可以用來做Wifi智能插座。這里，正是運用了配合USB攝像頭來實現(xiàn)視頻畫面的傳輸。

2．2、OpenWrt系統(tǒng)

OpenWrt是一個嵌入式Linux發(fā)行版，是三大主流路由器系統(tǒng)之一。很多智能路由器都采用了OpenWrt系統(tǒng)，能在系統(tǒng)上實現(xiàn)很多第三方功能，如能實現(xiàn)校園網(wǎng)認(rèn)證登錄功能，能支持SAMBA服務(wù)器，能支持離線下載等等功能。

由于ＲT5350的普及性，OpenWrt系統(tǒng)已經(jīng)全面支持ＲT5350系統(tǒng)。大致編譯方法：在Ubuntu系統(tǒng)上下載OpenWrt的源碼，安裝相應(yīng)的交叉編譯器，配置相應(yīng)的驅(qū)動及軟件即可編譯出所需要的OpenWrt系統(tǒng)。有了操作系統(tǒng)，接下來安裝所需要的功能軟件。主要安裝的是MJPG-Streamer和Ser2net軟件，前者負(fù)責(zé)視頻傳輸，后者負(fù)責(zé)命令傳輸。