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多功能智能移动平台电控系统研究
- 2021-05-20 04:36 -

  平台被提出了新的要求,不但需要实现高灵活性的移动能力和良好的越障能力,而且要求台配置有多种传感器,配合机器人的“大脑”可以实现自动避障越障、自主进行路径规划、地图构建等功能。本文对平台电控系统的性能需求、系统组成、详细设计等进行了探讨,基于高可靠处理器S698-T芯片进行设计,提出了良好的解决方案。

  近年来人工智能(AI)已成为国际上技术创新研究的一个热点,各种工业机器人、服务机器人等机器人产品的应用日益广泛,而作为机器人的“脚”,机器人移动平台也要具备丰富的功能和高度的智能化,不但需要实现高灵活性的移动能力和良好的越障能力,而且要求台配置有多种传感器,配合机器人的“大脑”可以实现自动避障越障、自主进行路径规划、地图构建等功能。

  多功能智能移动平台电控系统作为机器人移动平台的“神经中枢”,是实现机器人移动平台智能化设计的关键设计。本文分析多功能智能移动平台的功能性能需求,基于高可靠嵌入式处理器S698-T芯片,提出一个多功能智能移动平台电控系统的设计方案,为各种机器人移动平台的设计提供一个良好的解决方案。

  根据机器人移动平台功能、性能要求,电控系统拟采用PC+嵌入式系统架构,由上位机系统和下位机系统两个部分组成,上位机采用PC+传感器实现,下位机基于高可靠嵌入式SPARC架构处理器S698-T设计,上位机与下位机之间采用RS422总线进行数据/命令交互,预留CAN2.0总线 上位机性能需求

  上位机作为多功能智能移动平台的“大脑”,主要实现多功能智能移动平台的视觉功能、地图构建以及导航等功能。

  下位机作为多功能智能移动平台的指令执行控制以及部分传感器的输入采集处理平台,主要实现电机驱动控制功能以及红外测距、超声波测距等传感器输入参数采集处理功能,并通过RS422总线(备用CAN总线)与上位机建立通讯,具体需求如下:

  下位机主要由主控制器模块以及电机驱动、超声波传感器、红外传感器、IM体育惯导模块等周边相关外设组成,其中主控制器模块基于S698-T设计,具体方案如下:

  控制器模块采用+12VDC供电,模块内部需要用到的电源包括+5VDC、+3.3VDC、+2.5VDC、+1.2VDC,因此需要选用DC-DC模块芯片进行设计,具体选型如下:

  基于高可靠处理S698-T进行多功能智能移动平台电控系统的设计,涉及到S698-T的控制软件设计,在此我们引入了嵌入式实时多任务操作系统(EOS)--RTEMS,利用珠海欧比特控制工程股份有限公司开发的基于此操作系统的Orbita EOS嵌入式操作系统及其Orbita EOS 开发工具,可大大提高软件编程效率和可靠性,具体可参考(Orion4.0用户手册,。

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