智能機(jī)器人嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用研究.pdf

1、伴隨著機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展,機(jī)器人走進(jìn)人們的日常生活,服務(wù)于家庭及各類公共場(chǎng)所將不再遙遠(yuǎn).截止目前,制約機(jī)器人普及推廣的關(guān)鍵問(wèn)題是成本和功耗,因此降低成本和減小功耗比新技術(shù)的開發(fā)更為重要.而另一方面,嵌入式系統(tǒng)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),適應(yīng)機(jī)器人對(duì)功能、可靠性、成本、功耗等的嚴(yán)格要求.本文深入研究了嵌入式系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí),探究一種通用并有效的智能機(jī)器人嵌入式控制平臺(tái).本論文的主要工作涉及以下方面:(1)在分析機(jī)器人嵌入式控制體系的基礎(chǔ)上,以中科院自

2、動(dòng)化研究所高創(chuàng)中心研發(fā)的中型組足球機(jī)器人為研究對(duì)象,提出了多DSP的機(jī)器人嵌入式控制體系,進(jìn)行以TI公司高端DSP TMS320C6711為主控制器的嵌入式系統(tǒng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì),以及TMS320C6711與各功能子系統(tǒng)的接口設(shè)計(jì),替代目前普遍采用的以PC機(jī)主板或工控計(jì)算機(jī)的控制架構(gòu).它使得控制系統(tǒng)的成本降低了3-4倍,功耗僅為原來(lái)控制架構(gòu)的1/4-1/3.(2)對(duì)現(xiàn)有的嵌入式操作系統(tǒng)進(jìn)行分析對(duì)比,結(jié)合智能機(jī)器人控制系統(tǒng)的特點(diǎn),選擇了μC/O

3、S-Ⅱ作為機(jī)器人的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),并把它移植到主控制系統(tǒng)的處理器中.在操作系統(tǒng)之上,合理規(guī)劃?rùn)C(jī)器人的任務(wù)模塊,設(shè)計(jì)應(yīng)用程序,實(shí)現(xiàn)對(duì)各功能子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信、控制管理.(3)探討嵌入式Internet的實(shí)現(xiàn).著重研究了嵌入式Internet的重點(diǎn)內(nèi)容—嵌入式TCP/IP協(xié)議棧,以以太網(wǎng)控制器AX88796為核心設(shè)計(jì)了嵌入式網(wǎng)絡(luò)接口原理圖,并設(shè)計(jì)其與DSP的接口電路;在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ下實(shí)現(xiàn)了LwIP TCP/IP協(xié)議棧,使機(jī)器