家用保安機器人中心控制器的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、本文是以家用保安機器人研制為背景,結(jié)合多家合作單位研制的機器人控制系統(tǒng)各功能單元模塊,研制機器人的中心控制器。所研制的保安機器人可在相對復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境中實現(xiàn)自主導(dǎo)航并對周圍的環(huán)境進行實時的監(jiān)控。其中機器人的中心控制器控制著各功能模塊協(xié)調(diào)工作,實現(xiàn)機器人的各項功能,并實現(xiàn)了與人交互的功能。所研制的中心控制器已由嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn),并具有高速、穩(wěn)定的性能,可很好地對機器人各部分進行協(xié)調(diào)控制。 在硬件方面以Atmel公司的高性能的嵌入式A

2、RM9微處理器AT91RM92000為核心單元設(shè)計中心控制器。為提高控制器的通用性,以核心板加擴展板的方式來設(shè)計電路,并從項目的需求出發(fā)擴展多個硬件外設(shè)接口,如:RS232串口,SPI接口,通用I/O口等。 在軟件方面選用了嵌入式Linux作為該控制器的軟件體系。以u_boot作為引導(dǎo)程序,以Linux2.4內(nèi)核作為操作系統(tǒng)內(nèi)核,最后掛載Linux文件系統(tǒng)作為運用程序的開發(fā)環(huán)境。 在此基礎(chǔ)上針對控制器中各種硬件外設(shè)接口,

3、編寫與其相對應(yīng)的驅(qū)動程序,并把這些驅(qū)動程序加入到Linux內(nèi)核中,以單內(nèi)核的形式運行Linux系統(tǒng)。 在驅(qū)動程序的基礎(chǔ)上,我們在Linux文件系統(tǒng)中進行應(yīng)用程序的編寫來實現(xiàn)機器人的各種功能,如：與其它模塊的通信,對傳感器的信號進行處理來感知外界環(huán)境,控制機器人的運動,對機器人進行軌跡規(guī)劃等。 本文圍繞中心控制器從四個方面進行介紹：第一、控制器的硬件方案設(shè)計與實現(xiàn)；第二、控制器的軟件體系；第三、底層驅(qū)動程序的設(shè)計；第四、上