视觉引导（共6篇）
视觉引导 篇1
摘要：版式设计作为平面设计的一个重要部分, 被广泛应用在社会的各个行业。本文主要研究平面设计中版式编排与人的视觉习惯之间的关系。通过对版式设计现象中“视觉心理”的深入剖析, 揭示其内在规律, 研究人的视觉习惯在版式编排设计中的应有作用, 达到版式编排设计内容与形式的完美统一, 更进一步凸显版式编排设计的价值。
关键词：视觉心理,编排设计,方法
在我们的现实生活中, 依赖于视觉的媒介是非常多的。人所获得的信息中, 有90%都是通过视觉获得的。版式设计的核心就是吸引人的视线。当我们在观看某些东西时, 大部分的人都有自己习以为常的观看习惯。人们往往在一瞬间就会判断出“这是什么”, 这一现象导致的结果是人们会想起与所看到的东西相近的信息, 并判断画面中信息的价值。我们将这种心理倾向称只为视觉心理。其中, 设计师必须掌握的就是视觉引导的技能, 也就是要学会如何引导读者的视线, 视觉引导最终关系到设计作品的成功与否, 设计师必须具备引导读者视线的能力, 让读者关注你希望他们关注的地方。要想让读者愿意去看, 就要会运用视觉心理。
一、视觉错觉
因为眼睛构造的原因, 有时候人看到东西会产生错觉我们将其称为视错觉。我们日常生活中, 所遇到的视错觉的例子有很多。比如, 法国国旗红、白、蓝三色的比例为35:33:37, 而我们却感觉三种颜色面积相等。这是因为白色给人以扩张感觉, 而蓝色则有收缩的感觉, 这就是视错觉。再比如同时有两个大小相等的圆存在时, 上边的圆看起来比下边的圆大, 因此通常要把“8”和“S”的上半部分写小一些, 以取得平衡。
视错觉也是一种视觉心理, 仅仅去修正它是不足够, 如果能够积极将其运用到设计当中, 也能够获得很好的效果。
如果颜色相同, 视线会集中于大圆, 但如果将大圆分成碎块的话, 视线则会集中在小圆上。
方形文字看起来比圆形文字要大, 因为圆形的面积较小, 所以略微的超出边框一些看起来更平衡。
二、视觉心理流程
1. 由上至下移动视线
视线移动最自然的轨迹就是由上至下, 利用这一点可以来引导视线。大多数平面设计都是自上而下的视觉引导为基础来进行版式设计的。在杂志版式设计中, 最重要的内容都放在页面的最上端, 报纸和传单也同样如此。
这样的设计原则是由文字的书写方式决定的。横写时, 是从上一行换到下一行;竖写时就是从上往下移动。不过, 横写时从左上角开始往下写, 而竖写时是由右上角开始往下写。
2. 从大到小移动视线
人们在日常生活中, 通常会先注意到大的东西, 特别是当两件物体颜色或材质相同的时候, 视线往往会集中在大的物体上。
根据这一原理, 应该尽量放大希望吸引读者注意的东西。比如, 如果是文字的话, 那么读者的视线往往会首先集中在大号字上, 所以标题的字号通常都比较大。不过, 过大的东西人们可能反而会看不到, 不能尽收于视野范围内的东西会被忽视掉, 所以说并不是越大越好, 而是应该保持适度的范围内。
3. 向相邻物体移动视线
我们的眼球习惯向相邻的物体移动, 比如在看人的时候, 我们不会看离这个人距离很远的人, 而是自然而然去看他旁边的人。为什么视线会向相邻物体移动呢?因为眼睛在看一个东西的时候, 与之相邻的物体已经进入我们的视野, 只要稍微移动视线, 就可以看到旁边的物体。可以说这是在视觉引导中比较容易应用的一种视觉心理:只要在相邻部分放置你接下来想要呈现给读者的东西即可。这一原则也可以被应用到字与字、行与行之间的关系上。
4. 趋向相同颜色移动视线
色彩是版式设计中不可或缺的主要元素, 同时也频繁应用于视觉引导中。色彩的心理效果在视觉引导中的运用就是:人的目光习惯向相同颜色移动。
在一个画面中, 同一个颜色分散存在时, 视线会自动沿着相同颜色移动。基于这一点, 我们可以将一种特定颜色布置在页面每个版块的开头部分, 将其称为标记色。通常我们愿意使用红色等醒目的颜色来作为标记色。当然, 在暖色调画面中, 如果有蓝或绿色分散存在的话, 视线也会随之移动。画面里有很多小版块时, 可以在小版块开头使用标记色。但在一个设计版面中, 有时很难区分小版块, 这时如果搭配图形 (圆形、星号等) , 会取得更好的效果。
5. 向下一号码移动视线
我们从儿童时期起就习惯了编号后按次序阅读。我们自己有自己的座位号, 或者按照编号顺序进入考场等。我们生活中还有很多地方会应用到编号。目光会随编号移动, 是因为我们一直就有这样的习惯。如果看到1, 就自然会找2, 之后又是3, 视线就会这样一直移动下去。
这一原理在版式设计中也被广泛使用。在整体构成比较复杂时, 这种视觉引导十分有效。将数字字号稍微放大, 使之更容易辨认, 再给它们添加相同颜色的话, 引导视线的效果就更加的理想了。
6. 沿箭头指向移动视线
在人类的发明中, 对文明有巨大推进作用的, 当属文字。文字是从象形文字逐步发展变化而来, 但在这么多年的演变中却有某些东西从未发生改变, 这就是箭头。箭头的出现, 是因为古希腊毕达哥拉斯学派和柏拉图认为眼睛在捕捉物体时, 视线、目光和力量会以物体为目标从眼睛向物体方向传送, 把这一想法用图形来表示时, 箭头就诞生了。
箭头可以按其指示的方向引导视线。矢量方向的引导性强而有力, 让人无法抗拒。在图表以及指南中经常用箭头来引导视线。
引导读者视线是版式设计所拥有的最强大的功能, 经验丰富的设计者都对此非常重视, 他们善于运用这条贯穿页面的主线, 设计易于浏览的页面。从某个角度讲, 视觉流程的设计结果就是版式, 视觉流程运用的好坏, 是设计师设计技巧是否成熟的表现。
参考文献
[1]南云治嘉.版式设计基础教程[M].北京.中国青年出版社.2010
[2]王绍强.版式设计风格化[M].上海.上海人民出版社.2007
视觉引导 篇2
摘要：城市形象是提升城市的核心竞争力的手段之一，随着城市城镇化速度的加快，城市形象的规划控制成为人们日益关注的问题。大理是我国著名的历史文化名城，有着特色鲜明的苍山洱海的自然环境和少数民族聚居、文化底蕴深厚的人文特色，而作为现代城市功能聚集的下关镇区，却面临着城市形象失控、风貌特色缺失的现实问题。本文基于城市形象与城市设计的内在空间关联，以大理市下关镇为例，通过引导城市总体风貌形象、梳理城市外部界面、构筑内部空间体系、建立文化识别体系几个方面构建城市形象的控制体系。
关键词：城市设计；城市形象控制体系；大理下关镇
1.城市形象与城市设计
1.1城市形象的概念和内涵
关于城市形象的定义很多，城市形象的内涵涉及一个城市的历史沿革、自然风貌、文化遗产、精神传承、都市文明、经济基础、市民素质、城市风尚等等，也涉及城市的发展规模、发展水平、发展模式、生活质量等，是城市内在气质神韵的外在体现。对城市形象内涵的界定，国内规划领域较常见的是引入CIS理论层面的介绍，即城市的理念形象、视觉形象、行为形象。城市理念形象主要指城市的精神理念；城市视觉形象主要指城市的外在形象；城市行为形象主要指城市行为规范。本文所探讨的城市形象主要为城市的视觉形象，即通过视觉的语言传播建立的静态的、具体化的、视觉化的识别符号，通过城市空间载体，将城市理念、文化特征、城市精神面貌、城市定位等转化为具体的符号。
1.2 城市视觉形象与城市设计
城市设计作为一种文化、艺术、审美在城市建设上的思想实践，古已有之，可以说从城市诞生开始，伴随着城市的发展一直走到今天；城市设计的整体目标与本质特征，重在建构城市空间特色及对城市自然、历史、文化、艺术的时空表达。城市设计与城市视觉形象的表达密切相关，它引导城市空间重合理有序的发展的同时，将城镇历史文化、精神气质通过外在的视觉形象表达出来。因此，城市视觉形象的建构，在价值取向与操作方法上与城市设计的本质特征产生了内在的空间契合。
在规划体系的构成中，城市形象规划是一种典型的探究型非法定规划，其作用是为法定规划体系的不断完善提供基础，其形式与地位与城市设计最为类同，形象规划具有系统的综合特点，而城市设计则更多的是发挥其对于空间结构引导的渠道作用。形象规划能够从宏观上明确城市设计在不同层面规划编制的意图，并通过与城市设计的互动，形成更加明确的规划意图。
2 基于城市设计的城市形象体系思考
从城市设计角度对城市空间形象控制引导而言，规划主要涉及城市的风貌形象控制、自然山水界面、人工形态格局、建成区的风貌、环境景观等。具体到城市形象而言，其控制体系的体现可以通过城市总体风貌形象、外部界面形象、城市内部空间系统和城市文化内涵的表达来体现。
城市总体风貌形象是城市像外界呈现的总体印象。城市外部界面是城市形象的脸，通过城市与其所一村的山水的空间关系展示城市作为人工环境的外部形态。城市内部空间系统是城市的骨架，通过三维的空间系统承载表达城市形象的物质载体。城市文化是城市的靈魂，通过对城市文化的注入使物化城市空间承载精神内涵。
3下关镇现状城市形象评价
大理市是大理白族自治州州府所在地，位于中国云南省西部，地处云贵高原上的洱海平原，苍山之麓，洱海之滨，是古代南诏国和大理国的都城，拥有众多珍贵的历史文化遗产、瑰丽灿烂的少数民族文化和苍山、洱海优美壮丽的自然景观，下关镇是大理市的中心城区。近些年来，随着西部大开的深入推进和城市化快速发展，大理市城市规模不扩大，旧城更新的步伐也不断加快，快速的城市建设导致了大理市原有的城市特色不断褪色。
下关城区现状城市风貌问题集中体现在以下方面：
1.城市特色缺失：城市形象对城市气质与精神表达不足，未能充分反映民族与地域特点，对城市文化的隐含效益发挥不足。
2.山水保护与利用矛盾突出：大理拥有苍山洱海得天独厚的自然景观资源，然而下关镇快速发展的城市建设对景观资源造成的过度利用，城市开发侵蚀了自然山水界面，使特色鲜明的城市形象正在迅速的去独特性。
3.内部空间形象的系统性不足：下关镇中心形象不突出，缺乏公共空与轴带联系。城市空间的迅速蔓延造成用地混杂，主要道路、河流两侧工业用地、居住用地、市政设施用地交错；城市建筑高度分区不明确，整体空间架构不突出，各高度建筑空间布局混乱。新建高层以自我为中心，未能充分考虑城市建筑协调、统一性，对城市风貌造成破坏。
4城市形象控制体系构建
城市形象控制体系基于城市设计的空间体系，包含城市总体风貌形象、城市外部界面形象、城市内部空间体系、形象文化识别体系四个方面。
4.1城市总体风貌形象引导
4.1.1提炼城市形象定位
城市的形象定位是城市的灵魂与原动力，是对城市总体形象未来的发展方向和目标做出定位，确定城市对社会独特的贡献点，并依此提炼出城市的发展理念。下关镇是大理市现代城市功能的主要聚集区，是滇西中心城市的核心区域，以功能和职责为引领，结合山水资源禀赋研究，确定下关镇城市形象定位为“现代高原滨湖城市”，可体验的湖滨城市，可游憩的花园城市，可持续的山地生态城市，可感知的幸福城市。
4.1.2确定城市风貌分区
根据自然山水格局、主导功能、现状空间特性和文化特征，将镇区划分为不同的风貌分区，每个分区都有独特的自然与人文特征，对城市形象体系的要素控制亦是基于各个分区特色而各有侧重。
图 城市形象空间结构 图 城市风貌分区
4.2 控制城市外部界面形象
城市外部界面主要体现在城市与周边自然山水的空间分隔与联系，规划重点控制山体界面、湖湾界面，体现城市与自然的和谐对话。
对山体界面的控制主要体现在控制山体的边界、保护山峰标志点、保护山体山脊线、保证山体生态基底的规模与范围、控制临山建筑高度几个方面。通过对山脊线绿化连续性的保护，禁止开挖、切坡、填方等破坏山脊线的建设行为，保持苍山面向洱海的山体生态界面的通透，突出山体入城及环城环海特色。
对湖湾界面的控制旨在建立以洱海为核心的城市公共空间形象，体现洱海湖湾价值。通过引导城市公共活动从城区内部逐步向湖滨延伸，形成湖滨公共活动带；留足城与湖的缓冲地带，打通山湖绿脉，实现山城水相融贯通。同时通过对湖滨沿岸开发建设的控制与引导，塑造风格和谐的城市空间和有序的城市天际轮廓线，提高主要景观节点的亲水性，打造多样化的水岸空间。
视觉引导 篇3
一、平面商业海报及视觉消费概述
平面商业海报主要由文字、图形、色彩等多种要素构成, 具有独立的广告文案, 能够通过对各类要素的合理布局, 将宣传主题直接有效的展现出来, 对人产生视觉刺激, 进而转变其消费思想, 影响其消费行为。平面商业海报具有科学性、艺术性、信息性、指导性、沟通性等特征。他是科技发展的重要产物, 主要通过艺术创作手段满足人们的视觉审美, 并传递相应的产品信息, 向消费者宣传企业和产品信息, 可以从多种角度进行创作, 对不同消费群体进行消费指导, 并能够实现信息提供者和接收者之间的思想、情感沟通, 以引起消费者共鸣, 达到促进消费的目的。
目前, 社会已经处于视觉文化时代, 视觉美化也成为了新的主流。各企业开始运用视觉形象, 对商品进行宣传, 促进人们消费, 从而产生了视觉消费, 即人们通过视觉感受了解商品含义, 并产生购买欲望的消费现象。若是平面商业海报设计能够被消费者所认可, 则会激发消费者的消费欲望, 为企业创造巨大的经济利益。
二、平面商业海报引导下的百货企业视觉消费
(一) 以情感因素引导视觉消费
情感是一种心理反应, 是超出人们理性观念的一种产物1。消费者能够在情感因素的影响下, 产生消费欲望, 而情感是可以通过外界因素刺激而产生的。平面商业海报可以通过情感化设计, 实现对百货企业消费者视觉消费的引导。
性感是情感的一个组成部分, 目前很多平面商业海报都基于性感这一情感因素进行设计创作, 引发消费者别样的视觉反应, 使其在情感激发下, 产生消费欲望。女性是性感的代表, 将其性感之美用于平面商业海报设计, 更容易激发百货企业消费者的视觉美感。例如在百货企业张贴的DIOR香水平面商业海报中, 就是利用女性的特有美感进行设计, 以金发美女浸在金色香水中的画面为主, 体现出商品所带给消费者的柔美感, 暗示消费者使用该产品将会与画面中的女性一样, 以此抓住女性消费者心理需求, 激起其消费欲望。
兴趣也是消费者情感的一种体现, 平面商业海报的设计需要具有一定的创意, 才能够激发消费者兴趣, 对百货企业的消费者产生视觉消费引导作用。创意能够是消费者产生多方面的联想, 而基于联想设计平面商业海报, 也是一种独具创意且可以吸引消费者注意力的设计方法。例如在ECOYA蜡烛的平面商业海报设计中, 运用了一男一女在黑白世界中相拥舞动的画面, 营造出了一种缠绵浪漫的情景, 海报的下方还设计了一则宣传语“Just add candlelight”, 即只欠烛光, 突出了广告宣传主题。消费者在观看这一平面商业海报时, 会对这对男女之间的故事进行联想, 期望能够将烛光点亮, 从而深入了解故事内容, 从而牢记这一海报, 或是直接产生消费行为。
(二) 以名人效应引导视觉消费
名人效应是广告宣传中常用的一种手段, 其在平面商业海报中的运用, 产生积极且特殊的效果, 更好的引导百货企业消费者视觉消费。消费者心理普遍具有名人情结, 认为名人所用的商品会更好, 且名人出现在平面商品海报中, 也更能够吸引消费者的目光, 给予其强大的视觉刺激, 减少消费者的内心斗争, 以名人的可信度增强海报的宣传力, 使消费者对海报所宣传的商品更加认可, 甚至产生喜爱感和购买欲望, 以达到海报的宣传目的。例如金秀贤, 在其所主演的韩剧《来自星星的你》在中国得到强烈反响后, 其本人也一夜爆红, 名气大增, 深受众多中国观众的喜爱, 也为恒大冰泉、三星、优酸乳等商品代言了广告, 商家也制作了相应的平面商业广告。百货企业若是在经营中能够张贴这些平面商业海报, 则能够使商品也受到消费者的喜爱, 而吸引更多的消费者前来购买商品, 达到良好的引导宣传目的。
(三) 以中国传统文化引导视觉消费
中国传统文化中蕴含着取之不尽的设计资源2。其在平面商业海报中的运用, 能够使海报对百货企业消费者视觉消费产生更加有效的引导作用。中国传统文化在人们的生活中始终存在, 深刻在人们的心中, 能够激发消费者的情感共鸣, 使消费者产生亲切感和信赖感, 也使广告更具说服力。目前在很多平面商业海报的设计中, 都运用了各类的中国传统文化元素, 例如戏曲、水墨画、文字等, 在宣传商品的同时, 改变了海报的风格, 给予消费者一种特别的视觉体验, 从而打动其内心, 激发其消费行为。
例如贵州茅台厂家的财富酒平面商业海报3。在其中主要运用了中国传统文化中的金色和红色, 以突出祥和、尊贵的主题, 并通过铜钱、鲤鱼、酒樽来展现吉祥富贵的寓意, 使消费者潜意识认为, 只有购买该商品, 便能够获得高贵的身份, 从而激发消费者购买欲望, 引导视觉消费。百货企业通过这类海报的张贴, 能够对消费者产生促进消费的作用, 从而获得更多的销售利润。
三、结论
随着人们生活质量的不断提升, 人们也从原有对物质生活的追求上, 逐渐转变成了对精神生活的追求。平面商业海报就是基于消费者的精神需求, 利用情感元素、名人效应、中国传统文化等多方面因素, 引起消费者的情感共鸣, 激发其对商品的购买欲望, 达到引导百货企业消费者视觉消费的目的, 使百货企业经济效益得以提升。
摘要：在当今时代, 各类广告扑面而来充斥在人们的生活中, 几乎所有生活必需品, 都具有其本身的广告宣传, 海报作为广告宣传的一种形式, 在人们的生活中也越来越占据着重要的地位。其中, 平面商业海报主要应用于商品前期宣传, 具有刺激消费者视觉, 促进其消费的作用, 目前在各类产品宣传中得到了较为广泛的应用。本文就平面商业海报引导下的百货企业视觉消费进行了研究。
关键词：平面商业海报,百货企业,视觉消费
注释
11.刘震.平面广告设计视觉冲击力的影响和科学设计原则[J].科技信息, 2013 (26) :75-77.
22 .刘建堤.视觉营销及其演进探析[J].经济研究导刊, 2013 (3) :232-234.
视觉引导 篇4
助老机器人是针对特殊用户的自主移动机器人,主要应用于家庭中。针对行动不便或体弱多病的老人,以辅助其生活自理为主旨,其操作简单和安全是首要考虑因素。助老机器人要求在室内自主避障行走,并按照要求完成一定的任务,其中包括:拥有能胜任的运动系统、可靠的导航系统、精确的感知能力和实时响应的控制系统,并具有既安全又友好地与人一起交互的能力[1]。其关键技术包括导航定位技术、功能性的机械结构技术、路径规划技术和智能技术等。
本研究将介绍“服务1号”的总体设计,包括机器人本体设计和控制系统设计。服务机器人的工作过程可描述为“到达目标点、对目标物进行操作”两个基本方面。在基础研究阶段,为了简化助老机器人的工作环境,笔者对障碍物进行人工标记,且障碍物大小和位置固定。在导航方面,视觉导航具有信号探测范围宽、目标信息完整等优势,在图像处理速度得到解决以后,视觉导航将是主要导航方式。
本研究采用视觉导航技术,使“服务1号”机器人能够在一定结构化环境中自动避障行走,完成简单的功能(如倒水等);并将其作为后续助老机器人研究的平台。
1 “服务1号”功能设计方案
机器人在不同环境工作,必须能安全到达目标位置,理解人类的需求[2]。在设计服务机器人的时候,本着结构简单和容易实现的宗旨,本研究对机器人的工作环境和目标物作了规定,即一定的结构化。包括:
(1) 给定全局起始点和目标点,机器人行走路面平整,路径只涉及直线或折线运动。
(2) 对简单的障碍物进行人工标记及位置、大小固定,方便机器人识别,以便避障。
(3) 操作目标物具有显著的图像特征,如颜色鲜艳,或纹理清晰,或几何特征明显。同时,目标物具有丰富的先验知识,包括CAD模型,或者通过预先训练大量样本获得的模板。便于以后设计合适的分类器,理解(即识别与定位)目标物。
(4) 围绕摄像机的外参数矩阵估计的核心问题,来解决目标物的定位问题。
(5) 目标物为普通水杯,是个已知尺寸的物体,放置在地面或是固定的高度,并且与“服务1号”胸前的摄像机高度相同。
(6) 摄像机与机器人本体具有垂直关系,简化成像变换中坐标系的转换。
移动机器人的行走分为3个部分:导航、路径规划和定位。路径规划决定了从起始位置到目标位置的最优路径;导航保证机器人能沿着最优路径避障行走;通过定位能在任意时刻给出室内机器人的位置和方向[3]。
“服务1号”的基本工作过程为:给定起始点和目标点,利用存储的栅格地图信息实现全局的路径规划,头部的视觉传感器获取机器人前方的路面环境信息,进行图像信息处理,提取人工标记过的障碍物信息,使用双目定位获取障碍物位置信息,并在内部地图上记录障碍物的位置,根据障碍物情况进行适当的路径规划,然后由控制中心发送控制命令驱动机器人沿规划的路径行走。找到目标物后,主要由胸前的视觉传感器对三维空间中的物体进行识别和精确定位,根据机器人与目标物的距离信息控制机器人到达可抓取区域,然后根据目标物情况决定机械手动作,实现物体的抓取。
2 机器人本体设计
“服务1号”结构图如图1所示,其采用两个驱动轮,以进行差速驱动;两个万向轮用于平衡机器人本体。该机构具有结构简单、转动半径小的优点,能在室内灵活地自由移动。在到达可抓取区域后,要对目标物处理,其最基本、最直接的手段就是设计相应的作业臂,通过控制作业臂来完成取、放、拧紧、开关等动作;如果目标物在地面上,由左手拾取并放置到平台上;如果目标物在平台上,由右手实现倒水或放置到指定位置。
2.1 机械臂部分
根据作业任务需要,“服务1号”设定了两种构型相异的机械手臂。其中,右臂采用了UΛRR+R构型,具有5个自由度,肩部关节为平动-转动万向铰链,其余关节选择转动副。具体控制时,可通过广义移动副-平行四边形机构的驱动实现整个机械手臂在Z向的平动,由于在结构上,大臂、小臂与肩关节形成平动解耦,即平面内的任意运动与垂直于该平面的移动输入无关。故而右臂可实现末端机械手在Z方向的平动解耦,用以平稳取、放、传递物体,并配合机械手在X方向的回转运动,完成诸如倒水作业的功能。该机械手臂和传统的关节型手臂相比,具有结构新颖、作业范围大、低成本、可实现Z方向平动(纯转动实现纯平动)的优点。加长的手腕部能绕竖直Z轴旋转和加长的手腕部X方向旋转,同时还使机械手具有更大的活动范围,而且机构复杂性不会明显增加。手腕前端内部安装有舵机,通过一对齿轮驱动爪片,具有结构紧凑而简单、刚度好、控制方便的特点。另外,机械手臂的主体部分均由铝型材或轻质铝板组成,重量轻便;各关节连接可靠,拆卸方便;电机和传感器连接线内置于机械臂体内,传动关系简单明了。其结构如图2所示。
“服务1号”的左臂手臂基于传统机械手臂的构型特点,具有3个自由度,肩部和肘部关节可围绕X轴旋转,腕部关节绕Z轴旋转(开合控制),如图3所示。左臂在实际作业中,主要配合右臂协调完成取、放、传递物体的作用。另外,通过控制程序可使前臂垂直于地面,实现从地面或设定高度的平台上抓起水杯,配合右臂完成倒水作业。
2.2 视觉架构
“服务1号”采用3个摄像头:第1个安装在顶部,用于机器人感知周围环境,创建环境地图,实现视觉导航;第2个安装在机器人胸前,和目标物的高度基本相同,以方便识别和对目标物定位;另一个用于左手抓取的实现。为使左臂能抓起地面杯子,其采用眼在手上方式的结构,摄像机与手臂前臂固定,并始终垂直地面,这样可以在无需标定的情况下实现基于图像的视觉控制。
在右臂端水杯的单目视觉处理中,该机构采取水平平视,其优点是视觉架构刚度高,标定简单,但需配之水平方向的深度信息。由于水杯是个已知尺寸的物体,可以使用单目进行定位。
视觉助老机器人“服务1号”实物如图4所示,整体高约80 cm,底盘用有机玻璃做成,直径55 cm,左手臂长约35 cm,右手臂长约54 cm,机身本体和手臂采用铝合金加工而成,总体重量约20 kg。
3 机器人控制系统设计
控制器是“服务1号”的大脑,本研究采用的是以ARM为核心的嵌入式系统。它负责机器人路径规划、运动学计算、轨迹规划、与DSP图像处理模块通信,并向伺服驱动单元发布控制命令。
3.1 视觉硬件模块系统
视觉模块负责图像的采集,是“服务1号”的视觉输入部件,并进行视觉图像的处理。针对视频信号数据量大和系统对实时性的要求,“服务1号”视觉部分采用SEED-VPM642模板以实现视频信号的输入,完成视频信号的采集。SEED-VPM642是一款专为各种视频应用而开发的PCI插卡的独立模板,其上主要包含:专用于数字媒体应用的高性能32位定点DSPTMSDM642,其工作主频高达720 MHz,处理性能达5 760 MIPS,外扩4 M×64位SDSRAM,外扩4 M×8位Flash,具有4路PAL/NTSC标准模拟视频输入,1路PAL/NTSC标准模拟视频输出。本研究利用它强大的计算能力,将摄像机采集到的空间背景图像进行预处理,接着对图像进行域值分割,区域提取和目标识别,以得到空间物体的几何信息(如边界信息、质心信息等)和坐标结构。
3.2 控制系统
“服务1号”视觉处理模块的结果,通过模拟HPI口控制信号经16位HPI口传送给ARM,ARM根据目标信息进行运动学计算、轨迹规划,并向电机发送伺服控制命令,包括调速和正/反转。驱动模块包括移动驱动和机械手爪、关节驱动。“服务1号”选用了以ARM7TDMI为内核的32位低功耗、高性能嵌入式微处理器S3C44B0X作为嵌入式控制主板的控制核心。
基于S3C44B0X的片上功能,其主控制板设计有如下子模块:电源及电源管理模块、复位模块、存储器模块、JTAG调试模块、模拟及数字传感器输入口、执行器件接口模块、人机交互模块和通讯模块等。整个系统框图如图5所示。
3.3 机器人系统软件设计
机器人系统软件主要包括:图像处理部分、路径规划部分、轨迹规划部分和控制驱动部分。图像处理部分主要包括图像识别和定位。对图像的预处理包括滤波去噪、灰度阈值分割或区域增长,以得到具有不同标签的候选目标区,然后通过一定的几何约束或者模板匹配,确定惟一的目标区,实现简单的目标识别功能,并根据提取的目标轮廓进行图像坐标上的粗定位。
由于水杯是个已知尺寸的物体,可以使用一个摄像机依据已知尺寸进行目标定位[4]。根据已知目标尺寸,以及由摄像机标定得到的内参数,可以求得目标在摄像机坐标系上的深度坐标,结合之前的图像粗定位结果,再依据迭代式的目标物CAD投影与图像轮廓必须吻合的机理[5,6],求取目标物空间姿态,达到实际空间定位的目的(本研究的目标物基本上是水平地放在某平台上,所以目标物相对摄像机的位置以及姿态估计简单可行)。接着标定摄像机相对机器人本体的位置姿态参数。如此可串连目标物相对摄像机的位置姿态和摄像机相对机器人本体的位置姿态以得到目标物相对机器人本体的位置姿态。本研究在规定了机械手抓取目标物的方式后,可简单地获得机械手相对目标物的位置姿态。以上的位置姿态最终可确定机械手相对本体所需的姿态,依此,通过轨迹规划、逆运动学求解以及基于位置姿态误差最小的视觉伺服算法,可控制机械手对目标物进行操作[7]。
助老机器人工作在室内结构化的环境中,为简化工作环境,对障碍物进行了人工标记,而且障碍物的大小和位置不发生变化,故本研究采用栅格地图来进行路径规划。机器人沿着规划的路径行走,当视觉传感器探测到前方有人工标记的障碍物时,头部和胸部的摄像机构成双目视觉,用以对障碍物进行定位,并在地图中标记障碍物的位置,重新规划路径。
软件流程图如图6所示。
4 实验研究
服务机器人运动实验场景为长4 m,宽3 m的实验室平坦的地面,控制机器人以0.25 m/s的速度按直线行走,并在两处放置障碍物。经过10次实验,每次改变障碍物的位置,服务机器人均能成功绕过障碍物。如图7、图8所示。
5 结束语
本研究设计的机器人“服务1号”具有结构新颖、作业范围大、控制方便、可实现Z方向平动(纯转动实现纯平动)的优点。开发的基于ARM7和DSP双处理器的嵌入式控制系统,将机器视觉应用于机器人控制系统中,提高了机器人的可靠性和智能性。实验结果表明,该机器人能在室内结构化环境中避障行走,为后续的视觉伺服机器人研究打下了良好的基础。
摘要：为辅助老年人的日常生活,采用视觉导航方式,完成了基于ARM7和数字信号处理器(DSP)双处理器的嵌入式控制系统的硬件设计,开发了一种在室内一定的结构化环境中可实现“到达并抓取”功能的助老机器人-“服务1号”。该机器人结构新颖,采用轮式移动方式,具有两种构型相异的多自由度机械手臂,实现了在一定结构化环境中避障行走、双臂协调作业,完成了“到达并抓取”的任务。实验结果表明,该研究为进一步研究视觉伺服算法奠定了基础。
关键词：助老机器人,视觉,ARM,双臂作业,数字信号处理器
参考文献
[1]ANDERSSON M,OREBACK A,LINDSTROM M,et al.An Intelligent Service Robot[M]//Sensor based IntelligentRobots,Springer Berlin/Heidelberg,1999:287-310.
[2]IWASHITA S,MURASS Y.Developing a Service Robot[C]//Proceedings of the IEEE International Conference onMechatronics&Automation.Niagara Falls:[s.n.],2005:1507-1512.
[3]HOPPENOTP,COLLE E.Mobile robot command by man-machine co-operation-application to disabled and elderlypeople assistance[J].Journal of Intelligent and RoboticSystems,2002,34(3):235-252.
[4]ZHANG Z.A flexible new technique for camera calibration[J].IEEE Transactions on Pattern Analysis and Ma-chine Intelligence,2000,22(11):1330-1334.
[5]DRUMMOND T,CIPOLLA R.Real-time visual tracking ofcomplex structures[J].IEEE Transactions on PatternAnalysis and Machine Intelligence,2002,24(7):932-946.
[6]LEPETITV,FUAP.Monocular model-based 3D tracking ofrigid objects:a survey[J].Computer Graphics and Vi-sion,2005,1(1):1-89.
视觉引导 篇5
一、设计、阅读与视觉流程
平面设计的基础是人类的视觉生理和视觉心理, 作为平面设计之一的报纸版面设计, 其基本规则也是以此为基础的。视觉流程这一概念即是人类视觉生理和视觉心理在视觉活动中的具体体现。
首先需要澄清的一个问题是, 视觉流程是存在于人们阅读、观看等视觉活动的客观现象、内在规律, 而非设计过程中的程序、法则、规范。因为现代平面设计大量引入对受众视觉流程的研究与利用, 以至很多论者在探讨设计与视觉流程的关系的文章中, 直接将视觉流程纳入平面设计的属性之列。这其实是不科学不准确的, 我们最多只能说平面设计要遵循和利用视觉流程这一视觉活动原理。
空前激烈的市场竞争, 导致中国报业日益呈现出注意力经济的特征———作为消费者的受众越来越习惯于通过视觉冲击力的强弱, 来决定是否购买阅读报纸这一新闻产品。受此压力, 报纸的设计制作者当然也就越来越强调产品形象的打造。报纸版面即是报纸竞争白刃战的前哨阵地。作为版面设计者, 无论文字编辑还是美术编辑, 在版面的编排设计中都是以吸引受众注意力为总体指导思想。技术层面的区别在于, 文字编辑往往更“赤裸裸”地强调以大标题、大图片、大面积色块来吸引受众的视线, 而美术编辑则更多地希望通过版面整体美化来取悦于读者挑剔的目光。但是, 这只是问题的一个方面, 如果得不到受众的认可, 设计者煞费苦心的创意构想也只能落得主观的孤芳自赏。过度的“设计”甚至会使媒体陷入媚俗化、单一化、炒作化的误区。[2]其失败的原因, 很大程度上即源于对受众阅读心理、视觉流程把握的欠缺。
视觉流程是视觉活动的一种基本规律, 是指人的视觉在接受外界信息时具有某种程序性的流动。视觉流程普遍存在于人们的视觉活动中, 它既是一种视神经现象, 也反映了视觉活动主体的心理倾向。比如, 人们在观看欣赏时装表演时, 通常多数人会先注视模特, 然后才转为观察服装, 以至最优秀的服装设计大师也不得不聘用尽可能出色的模特。这一现象其实体现了人际间视觉活动的基本视觉流程:相貌—身材—肤色—服装—发型—饰品……因此, 无论是欣赏选美大赛还是日常生活中相互打量, 在以人为对象的视觉活动中, 大多数人其视觉流程的常规特征是没有什么不同的, 只是就某些个体的观察者而言, 这一程序会因为主观心理的强化而有所改变, 或者受到被观察者的装扮修饰的影响而打乱。从这个意义上讲, 化妆、着装、妆饰等自我修饰行为, 都具有调整视觉流程的客观作用, 并且, 通过这种调整, 修饰者可以达到引导或改变“观察重点”的目的。在原理上, 这与版面设计活动中编辑希望引导读者的阅读重点与路径是一致的, 只不过报纸的文字美术编辑要修饰并整合的对象是标题、图片、线条、色彩等版面视觉元素。
从视觉活动的对象分类而言, 阅读报纸版面时的视觉流程规律是从属于静态平面视觉活动对象这一大的范畴的。在视觉活动中, 平面对象与立体对象最重要的区别不在于维度的不同, 而是寻找结构重心时的路径差异;静态对象与动态对象的本质区别则体现为观察者视觉的主动选取与被动跟从。 (例如, 人们在阅读和观看报刊与影视时的视觉活动差异, 后者属于动态平面视觉活动对象)
因此, 在版面设计过程中, 设计者有必要把自己置身于受众的位置, 根据视觉流程的规律原理来编排处理众多的版面视觉元素, 这样才能更加有效地传递设计者的主观意图, 才能成为受众视觉逻辑的引导者。
二、版面结构重心与版面视觉中心
一个报纸版面是一个相对独立的视觉空间, 让这个空间里的各个元素都能引起受众的阅读兴趣, 常常是过去的版面编辑苦心经营的目标。现在的情况则有所不同, 虽然没有多少版面编辑敢于对简讯、边栏之类的弱小信息草率从事, 但是, 强化重点信息、强调整体效果已经成为版面设计的主流思想。毕竟, 无论从受众的阅读心理还是视觉流程的角度分析, 我们都难以找到支持读者引发对版面全面兴趣的理由。在这样的背景下, 版面结构的作用, 就是尽量合理地分割版面空间, 使其成为若干个相对独立的区域, 并且产生相互间的对比, 由此来提高版面的可阅读率。
时下关于版面结构 (版式) 的革新几乎已成为一种常态, 在美术总监、视觉总监日渐成为报社高层决策成员的背景下, 大胆创意构建自身报纸形象版面风格的举措屡见不鲜, 当然, 仍然有一部分党报还在数字时代尽量坚守传统。但是, 不论创新模式还是传统风范, 版面设计总是要有一定相对固定的式样的。爱因斯坦说:“美, 本质上终究是简单性。”[3]形形色色的版式, 其版面结构 (将几何平面内的不同元素巧妙整合的排列方式) 看上去虽然差别巨大, 实际上却有着许多共性, 最突出的一点是:所有版式都必须考虑安排合理的版面结构重心。报纸版面是一个几何平面, 本来没有物理意义上的重心, 但是各种版面元素的排列组合却分明造成了众多几何尺寸的强弱对比, 形成了各式各样的内部结构, 也就是说, 版面原本的几何中心被破坏、扭曲、湮没了, 由各版面元素集合而成的“新”版面的中心不再是矩形版芯的几何中心, 而是随着版面结构的不同而改变。这种改变左右着版面的平衡协调与否, 因此将一个版面的平衡核心位置称为结构重心更为准确。
笔者在此不是想具体分析各种版面结构, 而是要指出, 版面结构重心仅仅是设计者在考虑版面整体效果时的一个重要参照物, 是平面设计规则范畴的概念, 是关乎形式美的问题。与此同时, 设计者还会根据视觉吸引力的需要来编排版面元素, 从而生成版面视觉中心。视觉中心是关于读者的视觉活动规律范畴的概念, 是关乎注意力的问题。
人的视觉活动是有规律的。首先, 当某一视觉信息具有较强的刺激度时, 就容易为视觉所感知, 人的视线就会移动到这里, 成为有意识注意, 这是视觉流程的第一阶段。在有诸多具有较强刺激度的视觉信息的情况下, 人的视线总是最先对准刺激力强度最大的位置, 然后按照视觉物象各构成要素刺激度由强到弱流动, 形成一定的顺序。这个顺序的第一视线位置就是视觉中心 (视觉焦点) 。就报纸版面而言, 具有较强刺激度的视觉信息通常是标题、图片等几何尺寸较大、色彩较鲜艳的版面元素。不过, 视觉中心往往不是单个的版面元素, 而是由标题、图片、文章块、线条、色彩等版面元素集合构成的一个版面区域。现在非常流行的“看点”就是基于视觉中心原理发展而来的版面编排方式。据介绍, 美国报纸版面设计把视觉中心特称为“视觉震撼中心” (cebter fo r vis u al im p act) , 简称CVI, 它是能最先、最强烈吸引读者目光的版面区域。美国报纸常用“四最”的编排手法来打造CVI, 即把某一版面上最大的照片、最大的标题, 配上一篇最长的文章, 放在版面的最佳几何位置。[4]不管是视觉中心也好, “看点”也好, 还是“视觉震撼中心”, 设计好了这个视觉流程的首要环节, 整个版面的视觉吸引力就获得了最为主要的提升。
值得注意的是, 上述两个概念间存在相当的关联性, 设计者在考虑版面的整体结构与营造视觉中心时, 应当尽量地将两者有机结合在一起。
三、营造版面视觉美感与引导受众视觉流程
作为平面设计的基本要求, 设计要捕捉美感乃是毋庸置疑的。报纸版面设计是平面设计与新闻 (信息) 报道的交叉, 与普通平面设计强调创意、强调艺术不同, 报纸版面设计更强调凸显新闻报道内容本身。虽然如此, 随着时代的发展, 人们对报纸的要求已不再是简单的信息载体, 人们要求在获取信息的同时得到美的享受, 因此在版面设计中同样应当重视形式美。同时, 与强调视觉冲击相辅相成的是, 营造版面视觉美感本身也在起着愉悦受众视觉感受以获取受众认同的作用。
作为视觉文化兴盛和繁荣的象征, 近年来有一种很流行的说法, 称当代中国报刊正进入“读图时代”。笔者不就此观点妄加评论, 只是认为, 一张报纸是否可读, 能否在报摊上吸引受众“眼球”, 决不仅仅受制于单一的视觉元素, 很大程度上取决于报纸版面的整体表达效果。而时下一种较为普遍的倾向是, 标题图片越做越大, 版面形式多且杂, 版面色彩重而乱, 这些看似“抢眼”的做法实际上影响了版面的视觉美感, 违背了人的正常视觉心理, 其效果也并未如设计者之想象。
营造良好的版面视觉效果不是想当然、胆子大就能成功的, 必须遵循视觉规律和美学原则。好的版面设计首先要符合合理的视觉流程, 也就是要做到视觉焦点突出, 视线的流动路径明确、层次分明。要能通过对标题、图片、色彩、文字等元素巧妙的编排设计来吸引受众, 激起人们的视觉美感, 从而唤起受众的阅读欲望。一个好的版面应当是把需要传达的信息通过极具逻辑性的视觉流程, 引导受众的视线按照设计者的意图去感觉, 以最合理的顺序、最便捷的途径、最有效的感知方式获取最佳印象。
一般而言, 每个版面只应当有一个视觉中心, 任何出现在同一版面的另一视觉焦点都是噪音, 它们之间会彼此干扰, 造成读者视觉上的困惑, 从而削弱视觉中心的影响力。同时, 版面设计中层次的区分要能保证受众在完整地接收平面视觉信息时, 视线会按照习惯性的顺序连续流动, 而不是割裂的、跳跃的转换。此外, 合理分割版面空间对提高版面的可阅读率也极其重要。例如, 近年来国内报纸流行模块式版面编排。所谓模块版式, 就是指多个矩形板块构成一个完整的版面, 这些矩形板块是单个的新闻报道、新闻图片单元。这些单元可以通过主题安排进行合并和切分, 形成独立而又有机的整体。对读者而言, 模块版式便于阅读, 能够引导读者在有限的时间内了解信息的主旨, 迅速判断信息是否能解决自己的需求, 进而展开深入阅读。对编者而言, 模块版式不仅便于控制信息的整合编排, 同时, 由于空间的合理分割, 还得以使版面在突出重点的同时不至于湮没短小的、次要的信息。
营造版面视觉美感要在设计中始终贯彻整体观念, 特别对那些具有较强视觉刺激度的版面元素一定要谨慎运用, 以避免破坏版面总体效果, “如果全是零零散散地各自为政的话, 那么整体看来, 便无法获致高层次的美感”[5]例如, 哪怕设计者只是在版面里画出一条直线或曲线, 设置一个线框或底纹色块, 其版面空间也将遭到分割, 至于图片、标题、表格等视觉刺激度更强的版面元素就更不用说了。无论空间分割后产生的效果的正负, 这类元素对干扰或引导视觉流程无疑具有非常突出的作用, 因此, 在使用上述版面语言时, 必须综合全面地考虑其可能会对版面整体安排所带来的影响。在这方面, 格式塔原则对版面设计具有普遍的指导意义。
结语:
总之, 在今天这个受众信息接受方式发生巨大变化的“视觉时代”, 人们的阅读习惯显然由于信息的过载而变得被动和“懒惰”。当需要信息时, 人们不再说“告诉我”, 而是说“示给我”, 于是, 让报纸“易读”和“视觉化”被提到了编辑们的每日议程之中。[6]版面设计者只有洞悉受众的阅读心理和视觉流程规律, 科学运用视觉元素, 合理安排版面结构, 积极营造视觉美感, 才能实现对受众视觉流程的真正引导, 才能实现版面设计指导思想与受众阅读视觉体验的最佳对接。
摘要：报纸版面设计效果始终存在着设计者的信息传递主观和受众的信息接受客观双重标准, 因此, 版面设计者要洞悉受众的阅读心理和视觉流程规律, 科学运用视觉元素, 合理安排版面结构, 从而才能实现版面设计指导思想与受众阅读视觉体验的最佳对接。
关键词：版面设计,视觉流程,视觉中心,结构重心
参考文献
[1]邱沛篁, 席文举, 刘为民.都市报创新论.成都:四川人民出版社, 2003.148.
[2]邱沛篁.邱沛篁文集.成都:四川大学出版社, 2010.342-343.
[3]程民治.爱因斯坦的科学美学思想探析.《安徽师范大学学报》, 2002 (05)
[4]http://news.xinhuanet.com/newmedia/2003-12/09/content_1221989.htm
[5]朝仓直已 (日) .《艺术、设计的平面构成》.上海:上海人民美术出版社.144.
视觉引导 篇6
针对数据(图像数据、控制指令)有线传输方案带来的各种不便,我校AGV课题组研究了基于无线传输技术的AGV系统:将控制中心与AGV车体分离,以PC作为控制中心,即上位机。路面图像信息无线传输至PC进行图像处理,PC既作为图像处理设备又作为控制中心,各类控制指令通过无线数据传输系统发送至车载单片机系统,进行运动控制。操作者可通过PC随时监视AGV运行状况,且在必要时可以迅速进行人工干预,控制小车动作;此外,控制中心还可以同时控制多台AGV,节约了成本,且更贴近生产实际。
1 AGV系统设计
AGV系统作为柔性制造系统(FMS)的重要组成部分,是当前的研究热点内容。基于视觉引导的AGV,其工作场所的路径布置灵活,且计算机图像处理技术成熟、控制精度较高,是当前AGV发展的主流方向之一[2]。
整个AGV系统由车体、无线图像采集模块、无线数据通讯模块、上位机PC模块、单片机处理模块、传感器模块组成。具体的工作过程为:无线图像采集模块的CCD摄像头拍摄路面图像信息,无线传输至上位机PC,进行图像处理,图像处理后得到车体当前的位置偏差与角度偏差,将计算结果转换为对应的控制指令通过通讯模块无线发送至车载单片机处理模块进行运行姿态修正,并结合速度传感器实现速度PID闭环控制。操作者也可直接在上位机控制软件中预置速度和停车信息,这些指令自动无线发送至单片机控制系统。AGV系统的结构如图1。
2 AGV无线图像采集模块
基于视觉引导的AGV的核心技术是采集路径信息进行图像处理并计算偏差。我课题组在PC上使用Visual C++编写图像处理程序,开发控制软件。上位机既作为图像处理装置,又作为控制中心。
无线图像采集模块由无线CCD摄像头、接收机、数字视频采集卡以及PC组成。模块的硬件构成如图2。
所选用的无线摄像头其频率范围为:ISM (2 400～2 483) MHz,工作频点为2 414 MHz、2 432 MHz、2 450 MHz、2 468 MHz,调频模式,无障碍传输距离为100 m,DC12 V供电。采用CCD图像传感器,PAL标准:512×582像素,解析度为420线,由于路径标识线为黑白纯色(白底黑边),图像参数基本满足试验环境下的要求。摄像头与路面成45°角安装于车体前部,将拍摄的路面图像信息发送至配套的图像接受机,接收机工作在(9—12) V电压下,通过A/V连接线与数字视频采集卡JVS—C692Q相连。JVS—C692Q安插于PC主板的PCI插槽,配备4路A/V输入接口,可发展为多点通信AGV,接收多路AGV路面信息。
Visual C++数字图像处理技术成熟,采用Visual C++开发上位机图像处理程序对PC接收到的图像进行截取,经过降噪、图像灰度化、二值化、提取中心线等步骤,即可计算出小车当前行驶方向与路径标线之间的角度偏差和位置偏差,并计算出相应的纠正参数;在途径十字路口时,通过图像配准技术与将获取的路口标志图像与预定的标志图像进行比较,判定小车下一步的行驶方向,计算得到相应速度控制参数;上位机计算的各类参数由无线通讯模块发射出去。
3 AGV无线通讯模块
3.1 工作原理
无线通讯模块主要由PC控制软件、两个无线收发模块PTR8000、两个搭载AT89S52单片机的开发板组成,其硬件组成如图3。
AGV系统启动、预置速度、停车时间控制等指令通过上位机控制软件按一定的数据格式输入,如:Lxx表示左边的驱动电机转速控制为xx,Rxx表示右边的驱动电机转速为xx,两个电机取不同的转速即可实现差速转向,这些数据由控制软件经RS232串口传送至单片机1;在AGV正常运行,不需要人工干预并输入控制指令时,上位机软件自动把通过图像处理计算出来的各参数通过RS232串口输出至单片机1。单片机1将接收的参数传送至无线发射模块PTR8000,无线接收模块自动识别数据的正确性,将收到的正确参数传至单片机2,单片机2在识别相应参数的意义后,输出电平控制信号至电机驱动芯片L298,从而控制车体的动作。
3.2 PTR8000介绍
模块中所选用的单片机均使用AT89S52,MCU1选用11.0592M晶振,以便于波特率的设置为9600,MCU2选用12M晶振,便于产生精确的PWM波调速。由于PC计算机与单片机采用不同的电平,需要在MCU1与PC之间加一个MAX232进行电平转换[3]。
成功的数据传输主要取决于两个因素:传输信号的质量和传输介质的特性[4]。这就需要无线收发芯片具有良好的抗干扰性和传输稳定性。所选用的无线收发模块PTR8000是以挪威Nodic公司生产的nRF905芯片为核心的无线射频模块。它采用高抗干扰的GFSK调制,具备独特的载波检测输出、地址匹配输出、数据就绪输出功能,自动产生前导码和CRC校验码,使用SPI接口通信[5]。其传输稳定、质量可靠。PTR8000各管脚功能如表1所示。
PTR8000的四种工作模式由TXEN,TRX_CE,PWR三个管脚控制,具体的控制模式见表2。
使用PTR8000,必须利用单片机模拟SPI接口与PTR8000相连,SPI接口由SCK、MISO、MOSI以及CSN四个管脚组成。当模块工作在SPI编程模式下时,单片机通过SPI接口配置PTR8000的工作参数;在发射、接受模式下,单片机利用SPI接口发送和接收数据[6]。图4为MCU1模拟SPI接口与PTR8000的电路接口图,MCU2与PTR8000的连接与其相同。
3.3 PTR8000工作原理
无线通讯模块上电后,单片机通过SPI接口将配置数据送至PTR8000,数据配置成功后,不论PTR8000是何种工作模式,均有效,配置数据在电源撤除后才丢失。PC端有数据到来时,与MCU1相连的PTR8000启动为发射模式,将字节数据和字节地址通过SPI接口写入,并自动添加前导码和CRC校验码,组成数据包用曼彻斯特编码发送出去;与MCU2相连的PTR8000工作在接收模式,自动检测载波频率,当检测到载波频率和地址分别匹配时,CD、AM置为高电平,模块自动将校验正确的数据解包,并置高DR,MCU2通过SPI接口读取数据,并将AM、DR置为低电平,完成一次数据接收。
4 结论
基于无线传输的视觉引导式AGV,采用无线图像采集系统将路面信息传送至PC进行处理,用计算机代替嵌入式图像处理设备,降低了AGV系统对硬件的要求;AGV各控制指令通过无线通讯模块发送和接收,其传输方便、稳定、可靠,提高了系统的敏捷性和灵活性。这种基于无线传输的AGV,在我校的AGV试验小车上工作比较稳定,是一次比较成功的技术探讨。
摘要：以基于视觉引导的AGV系统研制为背景,为了提高AGV系统的灵活性和交互性,采用无线传输方案,构建无线图像采集模块和无线数据通讯模块,分别实现图像和控制数据的无线传输。以无线CCD摄像头和视频采集卡为核心的图像采集模块采集路面图像以调频方式发送至计算机进行图像处理,并将计算的控制参数通过以AT89S52单片机以及PTR8000为核心的无线通讯模块传送至单片机调速系统,控制AGV小车的运动。AGV小车试验表明:这种无线传输系统,工作比较稳定可靠,是可行的。
关键词：无线传输,图像采集,PTR8000,自动引导小车(AGV)
参考文献
[1]商国娟,单根立,王少岩.自动导引小车(AGV)的单片机控制系统.河北省科学院学报,2004;12:53--55
[2]薛瀛.基于视觉和电子地图引导的AGV图像处理算法研究.西安:西北工业大学,2009
[3]石东海.单片机数据通信技术从入门到精通.西安:西安电子科技大学出版社,2002
[4]王明志,马忠宝.无线大型粮库温度监控系统.机械设计与制造, 2008;(9):41-434