1项目背景及研究意义

1.1军事背景及意义

军用机器人是一种用于完成以往由人员承担军事任务的自主式、半主式或人工遥控的机械电子装置。它是以完成预定的战术或战略任务为目标，以智能化信息处理技术和通信技术为核心的智能化武器装备。现代战争已不在像以往那样对士兵依赖性较高，并且现代战争武器威力越来越大，战争越来越残酷。为了保护士兵的生命，无人作战系统的应用越来越广泛，各种类型的军用机器人大量涌现。我们制造的仿生螃蟹车可以半自助车辆可在人的监视下自主行驶，在遇到困难时操作人员可以进行遥控干预，进行地形或者敌情的探测。并且仿生螃蟹车能有效地帮助一些反恐部队提升遂行任务的效能，例如对拆弹的远程拆除和爆破，减少人员的伤亡；装载武器后能够对远程的目标实施打击和保护等。

1.2运输业背景及意义

2019年，我国快递物流行业总体发展态势向好，快递业务规模持续扩大。数据显示，2019年12月，全国快递服务企业业务量完成67.3亿件，同比增长24.3%；业务收入完成772.2亿元，同比增长26.7%。从全年来看，2019年，全国快递服务企业业务量累计完成635.2亿件，同比增长25.3%；业务收入累计完成7497.8亿元，同比增长24.2%。

  面对如此之大的运送分拣量仿生螃蟹车能够智能分拣系统，手动分类、大大降低了堆叠物料的劳动强度，并且操作员无需执行大量的报告工作即可跟踪物料。同时可以与其他物流设备灵活连接，例如自动仓库、各种存储站、自动收集链、各种车辆、机器人等。实现物料物流的分配、物料信息流的分配和管理。能够有效的提升运送效率和人力资源的浪费。
2研究内容和拟解决的关键问题

2.1研究内容

主要使用麦卡纳姆轮机构来简化螃蟹脚同时模仿螃蟹的横向移动；气动机械爪来模仿螃蟹的钳子，通过钳子来增强螃蟹车的工作能力；利用摄像头模仿螃蟹的眼睛提升小车的灵活性和功能性。仿生螃蟹小车主要设想向物流的分拣运送和军事拆弹的方向靠拢。在物流方面能够有效地的加快运输分拣的效率，减少人力资源的浪费和提升经济的产能。在军事方面能提升我国军事上的实力，最重要的是保护我国军队军人的生命健康安全，减少军事资源的流失。

2.2拟解决的关键问题

1. 各个机械模块的协调性联系弱；

2. 对于各种复杂地形的适应能力不强；

3. 对于环境的感智能力不强。

2.3问题的初步解决方法

1.各个机械模块的协调性联系弱是从提高代码的质量入手，通过指针命令减少加载的容量和时间，提升代码的算法质量加强核心算法，加强机械各组织器的协调性，总的核心算法主要围绕组织级、协调级和执行级来执行。这种算法的全局与局部控制性能较高，运行可靠。

组织级代表控制系统的主导思想，具有最高的智能水平，在运行过程中可人为干预，通过发送命令信息，可以人为改变机器蟹的行走路径和协作策略。协调级为组织级和执行级之间的连接装置。执行级是智能控制系统的最低层次，要求具有最高的控制精度，并由常规控制理论进行控制。

2. 对于各种复杂地形的适应能力不强初步构想是使用麦卡纳姆轮。麦卡纳姆轮（Mecanum wheel）是全向轮的一种，可以实现全向运动XY两个方向的单独运动，以及合成运动。优点优点在于车体不必转弯即可实现横向运动，减少了运动空间，在一些空间狭小的直角弯偏多的地方占据明显优势，现在已普遍用于AGV，大大增强了AGV的运输能力，同时也可用于移动机械臂中。对于地形与环境的适应性强，适合于灵活多变的场合。

对于环境的感智能力不强可以通过改变外界交互设备或者使用更高精度的摄像头、改变摄像头的识别程序结构。改变与外界交互的设备初步设计：雷达。雷达交互交互信号的质量搞，能实现最大信息获取，增强小车的避障能力和环境感智能力。使用更高精度的摄像头（如热成像双光谱云台摄像头、高清红外摄像机），提升环境的交互力，减少摄像头的识别错误。改变摄像头的识别程序结构方法：

物体实例的完整性与位姿均会发生变化，因此，同一物体实例的颜色直方图在不同图像中也会有较大差异．但同时，不同图像帧中的相同物体实例会具有一定的共同部分，为了更好地表达这种跨帧、跨视角的部分对应关系，划分为若干个细胞单元，则其细胞单元之间具有相应的对应关系。

通过目前相对先进的ＬＣＳ算法提升算法的处理速度和精度．ＬＣＳ算法在文本分析中常用来计算２个字符串的相似度．对于２个字符序列（Ｓ１，Ｓ２），记 Ｓ１ｉ，Ｓ２ｊ分 别 为 序 列 Ｓ１，Ｓ２ 的 子 序 列 （Ｓ１０，Ｓ１１，…，Ｓ１ｉ），（Ｓ２０，Ｓ２１，…，Ｓ２ｊ），则 ＶＬＣＳ（Ｓ１ｉ，Ｓ２ｊ）计算方式为

ＬＣＳ算法可以通过动态规划进行优化，即引入状态数组对中间状态进行记录以避免多层递归．假设字符序列（Ｓ１，Ｓ２），其长度分别为（ｌ１，ｌ２），其状态数组记为ｃ［ｌ１，ｌ２］．在计算过程中，首先将数组的第１行和第１列初始化为０，表示２个序列其中之一长度为０的情况．随后从ｃ［１，１］开始，按照从左向右、从上到下的顺序，计算数组中每个位置的值：

最后，数 组 右 下 角 的 数 值ｃ［ｌ１，ｌ２］即 为 序 列

（Ｓ１，Ｓ２）的最长公共子序列长度．在本文中，２幅图像分别被均等划分为ｎ 个细胞单元，则在获取２个图像单元序列的最长公共子序列长度后，即可计算

２个图像单元序列的相似度：ｓｉｍｉｌａｒｉｔｙ（Ｓ１，Ｓ２）＝ＶＬＣＳ（Ｓ１，Ｓ２）/ｎ． 当２个图像子单元序列之间的相似度大于某阈值时，则认为２个图像序列代表的是同一个物体，实验中阈值选择为0.55。

2）.将通过算法收集的图像构成物体之间的关系构成一份关系拓展图

3螃蟹小车的创新点

3.1蓝牙控制

工具：STM32F103RCT6主控芯片、BLE100蓝牙芯片、L298N驱动芯片。

硬件电路设计：手机控制小车硬件的设计

手机遥控智能小车的硬件电路主要由稳压电路模块、电机驱动模块、蓝牙模块、控制模块等组成，语音播报模块组成。

单片机模块和电源电路设计

单片机模块只需要复位电路和晶振电路就能满足控制要求，其中复位操作完成单片机片内电路的初始化，使单片机从一确定的状态开始运行，当单片机的复位引脚RST出现5ms以上高电平时单片机就完成了复位操作；时钟电路就是在引脚XTAL1和XTAL2外接晶体振荡器构成内部振荡方式，内部振荡方式所得的时钟信号比较稳定，实用电路中使用较多。 

电源电路由L7805和电容组成，最大输入电压可达35V，最大输出电流为1.5A，输出电压为5V，这里输入用7.2V充电电池组。由于其输出电压为5V，因此作为单片机的稳压电路芯片非常合适，而且价格便宜，其输出可直接给单片机供电。单片机模块和电源模块.

机械结构  

本项目是一种多功能仿生螃蟹机械臂，以4自由度和多功能仿生螃蟹执行端为核心，运用手柄和高清摄像头相结合的操作平台进行操作，采用stm3f103系列单片机进行控制，仿生执行端准确的定位，远距离实时交，互的完成剪断，扩张，夹取等动作实现了4自由度平稳运行。