摘要：本设计是基于线性CCD与红外传感器这两种传感器融合的方法，使得水下管道巡检机器人可以在管道中准确寻迹，并且完成转向、直角转弯等一系列的功能。选用了STM32芯片作为主控芯片，利用STM32芯片对CCD和红外传感器的数据进行处理和分析，在得到了正确路径的同时，还可以对管道中的黑点进行检测，并且发出声光报警。

本课题的主要任务分为两部分。第一部分是对线性CCD、红外传感器等硬件进行分析，并且选择合适的硬件类型。第二部分是软件系统设计，包含了水下机器人控制系统的核心控制策略。

本课题完成的控制系统能够使得水下机器人在管道中正确寻径，并且可以对管道的黑点进行检测与报警。因此，本课题对机器人的控制以及管道漏点检测具有一定的帮助。

关键词　机器人控制；水下管道；线性CCD；红外传感器

目录

摘要

Abstract

1 绪论-8

1.1 引言-8

1.2 国内外研究发展现状-8

1.3 本章小结-10

2 系统硬件设计与选型-11

2.1 系统功能介绍-11

2.2 硬件选型-11

2.2.1 CCD硬件选型-11

2.2.2 红外传感器的选择-12

2.2.3 PWM波控制舵机选择-13

2.3 STM32芯片电路-14

2.4 CCD电路-15

2.5 本章小结-16

3 软件设计思想-17

3.1 程序框架图-17

3.2 运动轨迹数据处理模块-18

3.2.1 CCD模拟信号数据获得与转换-19

3.2.2 红外传感器数据获得-21

3.3 黑点检测与警示模块-21

3.4 本章小结-22

4 水下管道巡检机器人的调试-23

4.1 调试场地的搭建-23

4.2 测试任务-23

4.3 测试过程-23

4.4 测试结果-24

4.5 本章小结-24

结  论-25

参考文献-26

附录-27

致谢-33