基于DSP+ARM7的桌面型兩足機器人控制系統(tǒng)研究與設(shè)計.pdf

1、桌面型兩足機器人是一種體積較小的兩足步行機器人,具有機械結(jié)構(gòu)簡單、制作成本低以及觀賞性和娛樂性強的特點,并廣泛應(yīng)用于教學(xué)、比賽和娛樂等方面,同時也是研究兩足機器人的實驗平臺。
　　 本文借助日本“KONDO”桌面型兩足機器人的機械結(jié)構(gòu),結(jié)合目前嵌入式開發(fā)、圖像處理、DSP、ARM技術(shù)等研究成果,提出了以DSP(TMS320F2812)和ARM(LPC2131)為主體的桌面型兩足機器人控制系統(tǒng)硬件系統(tǒng)設(shè)計思想,設(shè)計了一種基于DSP

2、+ARM的嵌入式桌面型兩足機器人控制系統(tǒng),該系統(tǒng)結(jié)合了DSP的實時信號處理能力和ARM在系統(tǒng)控制方面的特性,既能合理地分配任務(wù),又滿足了系統(tǒng)的實時性要求,能滿足桌面型兩足機器人控制要求。該系統(tǒng)是由視覺處理系統(tǒng)和電機控制系統(tǒng)兩個部分組成。
　　 視覺處理系統(tǒng)以TI公司C2000系列主流芯片TMS320F2812作為處理器,視頻傳感器選用的是OmniVision公司生產(chǎn)的OV6620,并采用FIFO芯片AL422B接收數(shù)字圖像傳感器

3、輸出的數(shù)字信號,TMS320F2812進行處理后得到所需要的數(shù)據(jù),然后傳遞給運動控制板來控制機器人的運動。系統(tǒng)采用了單目測距算法和圖像處理方法,使得機器人在檢測到障礙物后,能估算與障礙物之間的距離,最終實現(xiàn)機器人對黑色障礙物的識別以及避障功能。
　　 電機控制系統(tǒng)針對“KONDO”機器人的機械結(jié)構(gòu)和舵機驅(qū)動的特點,選用ARM7內(nèi)核處理器LPC2131作為處理器,設(shè)計了基于ARM7處理器和μ C/OS-Ⅱ?qū)崟r操作系統(tǒng)的電機控制系統(tǒng)

4、。在操作系統(tǒng)下,設(shè)計了多個任務(wù)和中斷處理函數(shù),實現(xiàn)了桌面型兩足機器人控制系統(tǒng)的各項功能,建立了完整的兩足步行機器人控制系統(tǒng)軟件框架:改進了通常的多路PWM信號產(chǎn)生方法,解決了由于中斷嵌套影響控制信號精度,從而引發(fā)機器人抖動的問題:并對機器人進行了關(guān)節(jié)調(diào)試。設(shè)計了桌面型兩足機器人的步行模式,實現(xiàn)了在平面上的穩(wěn)定步行。
　　 實驗證明,由該控制系統(tǒng)的設(shè)計方案制作而成的桌面型兩足機器人,具有良好的自主控制性和較好的視覺識別能力,能夠出