基于ARM的智能移動機器人系統(tǒng)設(shè)計與性能分析.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,智能機器人技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛,在太空探測、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,漸漸成為國內(nèi)外研究學(xué)者關(guān)注的焦點。機器人技術(shù)綜合了計算機、控制論、機構(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國家的科技發(fā)展水平和經(jīng)濟實力。
　　 本文在分析國內(nèi)外機器人研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,結(jié)合需求設(shè)計了基于ARM920T核和Linux嵌入式

2、操作系統(tǒng)的移動機器人控制器和基于標準ⅡC總線的傳感器模塊與驅(qū)動器模塊。系統(tǒng)設(shè)計過程中,首先按照功能特點對系統(tǒng)進行了層次性劃分,對劃分出來的每一部分進行了細致的需求和選型分析,其次對各個部分的設(shè)計進行了討論,然后在完成單個模塊實驗和部分模塊間實驗的基礎(chǔ)上對系統(tǒng)進行了綜合實驗,以分析設(shè)計性能,最后對設(shè)計過程中存在的問題進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)計思想,一方面可以實現(xiàn)與控制器接口的標準化

3、,另一方面提高了系統(tǒng)的可擴展性和互換性,使系統(tǒng)的使用更加的靈活。電機驅(qū)動器也采用模塊化設(shè)計,在提高靈活接入的同時,也提高系統(tǒng)的安全性,在電機驅(qū)動器出現(xiàn)故障的時候可以將其對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方面:
　　 (1)在分析了系統(tǒng)性能需求的基礎(chǔ)上,對目前主流的嵌入式處理器進行了討論并完成機器人核心處理器的選型,對比了主流的嵌入式操作系統(tǒng)的優(yōu)缺點,并構(gòu)建了基于ARM9處理器的移動機器人控制核

4、心模塊,完成了軟件、硬件設(shè)計。
　　 (2)對標準ⅡC總線的協(xié)議及其驅(qū)動程序設(shè)計進行了相關(guān)的研究。
　　 (3)對外圍傳感器進行需求分析和選型,并進行了軟件和硬件的設(shè)計,最后對設(shè)計完成的傳感器模塊和電機驅(qū)動器模塊進行了單獨和組合實驗,并針對出現(xiàn)的問題進行了完善。
　　 (4)對系統(tǒng)中控制核心模塊與傳感器模塊等的性能進行了分析優(yōu)化,將模塊間的一些共性的和獨有的問題提取出來,分析了這些問題對系統(tǒng)性能所能產(chǎn)生的影響,并