[ KNR機器人開發紀實 ] 物件追蹤之伺服馬達控制

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一、重點摘要

此範例為KNR機器人中的 RC Servo Motor Example，接下來的內容將針對其中的各個參數進行重點摘要。

IP : 

代表是透過什麼方式來連接 KNR 主機。若是 KNRm_USB，則代表以USB的方式連接 KNR 主機；若是 KNR ，則為以WiFi方式連接 KNR 主機。

Resource：

代表KNR內部FPGA配置的功能狀態，D代表DC motor(直流馬達)、R代表RC servo motor(伺服馬達)、C代表I2C。

RC Pulse Width (uS) : 

脈波寬度，也就是 Duty Cycle High寬度，通常值介於 700 ~ 2300，可控制Servo Motor的角度為 0 ~ 180 度。

二、程式重點摘要

情境一：手動控制伺服馬達

情境二：撰寫讓機器人重複左右擺頭(伺服馬達反覆進行從0度到180度)的動作之思維邏輯

為達連續動作的目的，因此程式會以迴圈的架構進行。

因為脈波寬度值介於700~2300，控制的角度為0~180度，剛好符合本例的要求。因此，將700~2300的脈波寬度值分成180等份。

註：未來若有其他角度的需求，再修改對應的脈波寬度值範圍即可。

迴圈上的 i 代表計數，會從0開始算起，在此例中代表角度。因為我們控制的角度是0~180，所以為了滿足我們的需求，我們會將 i 除以 180，取餘數，確保每個值都會落在0~180。

把除以180後的 i 乘上對應的脈波比例，再加上脈波的最小值 (此例是700)，即可得到對應的脈波值。

步驟整理如下：

步驟1. 建立一個For Loop架構

步驟2.將脈波寬度範圍除以所需角度 (0~180)

步驟3.將計數範圍限定在所需角度範圍內 (0~180)

程式實現如下 :

情境三：影像追瞄

步驟1.馬達位置初始化

養成良好習慣，讓每次馬達執行任務時都能從工作原點開始。此例的工作原點脈波寬度為1500，對應角度為90度。

步驟2.影像處理 - 取最大面積

步驟3.物體中心跟影像中心有差，則調整

為了讓相機能跟著目標物件移動，原理很簡單。就是畫面中心點的x和y值 - 目標物件中心點的x和y值，其變化量乘上脈波寬度，即可控制馬達隨著目標物件移動而移動。

步驟4.參考機構，設定避免碰撞的角度

承上點，要考量到馬達在運動時會不會與周遭碰撞，因此值會在 700 ~ 2300 間調整。

步驟5.增加若沒辨識到則停留在當前位置的條件

如果沒有偵測到位置，馬達不一定會停在預想的位置，所以為了讓結果更完善，增加了一個條件判斷 : 當未辨識到目標物件時，停在當前位置。

執行後，就可以看到相機鏡頭隨著目標物而移動。如下圖。

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參考資料 :

• 維基百科 : 遙控伺服
• RC SERVO之PWM控制範例