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目前,制约机器人普及推广的关键问题是成本高、功耗大,因此降低成本、减小功耗以及设计简单可靠的系统尤为重要。嵌入式系统以其高可靠性、低成本、低功耗的独特优势,在机器人控制中得到了广泛应用。
在基于使机器人经济化、小型化、灵活化、可靠化、智能化的思想前提下和国家863计划项目“基于全方位视觉的移动机器人动态目标探测与导航”(项目编号2007AA04Z229)支持下,本文选取ARM9 嵌入式处理器和WinCE 操作系统作为软硬件平台,采用软硬件协同设计的方法,对移动机器人嵌入式控制系统进行设计。取得的主要成果和结论如下:
1.根据课题要求及在嵌入式系统设计方法的指导下,提出了移动机器人嵌入式控制系统的总体设计方案,并给出了系统的总体功能框图,之后阐述了系统的总体开发步骤。本控制系统主要由微控制器模块、避障检测模块、电机驱动模块构成。本文着重解决了各模块的实现问题。
2.对移动机器人的嵌入式控制系统进行了软件设计开发。通过对Windows CE 操作系统的深入分析,给出了将该操作系统移植到ARM 微处理器的开发流程。在分析Windows CE下驱动模型的基础上,采用流接口驱动程序架构,开发完成了基于ARM的GPIO 驱动程序、PWM 驱动程序和中断按键驱动程序。
3.通过编程和调试试验,达到了预期的目的,实现了移动机器人运动控制的基本功能,为后续的研究和设计奠定了基础。
最后,对所取得的结论和成果进行了概括和总结,提出了本课题在未来的发展趋势和下一步研究方向。