基于ARM的智能移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)與性能分析.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,智能機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,在太空探測(cè)、救災(zāi)防爆、海洋開發(fā)、家庭服務(wù)、教育教學(xué)、軍事等領(lǐng)域日益發(fā)揮著重要的作用,漸漸成為國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)。機(jī)器人技術(shù)綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科發(fā)展成果,代表了科技的發(fā)展前沿,一定程度上反映了一個(gè)國(guó)家的科技發(fā)展水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力。
　　 本文在分析國(guó)內(nèi)外機(jī)器人研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,結(jié)合需求設(shè)計(jì)了基于ARM920T核和Linux嵌入式

2、操作系統(tǒng)的移動(dòng)機(jī)器人控制器和基于標(biāo)準(zhǔn)ⅡC總線的傳感器模塊與驅(qū)動(dòng)器模塊。系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中,首先按照功能特點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了層次性劃分,對(duì)劃分出來(lái)的每一部分進(jìn)行了細(xì)致的需求和選型分析,其次對(duì)各個(gè)部分的設(shè)計(jì)進(jìn)行了討論,然后在完成單個(gè)模塊實(shí)驗(yàn)和部分模塊間實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了綜合實(shí)驗(yàn),以分析設(shè)計(jì)性能,最后對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行了討論并提出了相應(yīng)的優(yōu)化方法。
　　 系統(tǒng)中傳感器方面采用了模塊化的設(shè)計(jì)思想,一方面可以實(shí)現(xiàn)與控制器接口的標(biāo)準(zhǔn)化

3、,另一方面提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和互換性,使系統(tǒng)的使用更加的靈活。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器也采用模塊化設(shè)計(jì),在提高靈活接入的同時(shí),也提高系統(tǒng)的安全性,在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)故障的時(shí)候可以將其對(duì)其它模塊的影響降到最低。
　　 本文完成的主要工作有以下幾個(gè)方面:
　　 (1)在分析了系統(tǒng)性能需求的基礎(chǔ)上,對(duì)目前主流的嵌入式處理器進(jìn)行了討論并完成機(jī)器人核心處理器的選型,對(duì)比了主流的嵌入式操作系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn),并構(gòu)建了基于ARM9處理器的移動(dòng)機(jī)器人控制核

4、心模塊,完成了軟件、硬件設(shè)計(jì)。
　　 (2)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)ⅡC總線的協(xié)議及其驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)進(jìn)行了相關(guān)的研究。
　　 (3)對(duì)外圍傳感器進(jìn)行需求分析和選型,并進(jìn)行了軟件和硬件的設(shè)計(jì),最后對(duì)設(shè)計(jì)完成的傳感器模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器模塊進(jìn)行了單獨(dú)和組合實(shí)驗(yàn),并針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了完善。
　　 (4)對(duì)系統(tǒng)中控制核心模塊與傳感器模塊等的性能進(jìn)行了分析優(yōu)化,將模塊間的一些共性的和獨(dú)有的問(wèn)題提取出來(lái),分析了這些問(wèn)題對(duì)系統(tǒng)性能所能產(chǎn)生的影響,并