基于arm智能移动机器人系统设计和性能的分析

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要随着科学技术的发展，智能机器人技术的应用越来越广泛，在太空探测、救灾防爆、海洋开发、家庭服务、教育教学、军事等领域日益发挥着重要的作用，渐渐成为国内外研究学者关注的焦点。机器人技术综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科发展成果，代表了科技的发展前沿，一定程度上反映了一个国家的科技发展水平和经济实力。本文在分析国内外机器人研究现状的基础上，结合需求设计了基于ARM920T核和Linux嵌入式操作系统的移动机器人控制器和基于标准IIC总线的传感器模块与驱动器模块

2、。系统设计过程中，首先按照功能特点对系统进行了层次性划分，对划分出来的每一部分进行了细致的需求和选型分析，其次对各个部分的设计进行了讨论，然后在完成单个模块实验和部分模块间实验的基础上对系统进行了综合实验，以分析设计性能，最后对设计过程中存在的问题进行了讨论并提出了相应的优化方法。系统中传感器方面采用了模块化的设计思想，一方面可以实现与控制器接口的标准化，另一方面提高了系统的可扩展性和互换性，使系统的使用更加的灵活。电机驱动器也采用模块化设计，在提高灵活接入的同时，也提高系统的安全性，在电机驱动器出现故障的时候可以将

3、其对其它模块的影响降到最低。本文完成的主要工作有以下几个方面：(1)在分析了系统性能需求的基础上，对目前主流的嵌入式处理器进行了讨论并完成机器人核心处理器的选型，对比了主流的嵌入式操作系统的优缺点，并构建了基于ARM9处理器的移动机器人控制核心模块，完成了软件、硬件设计。(2)对标准IIC总线的协议及其驱动程序设计进行了相关的研究。(3)对外围传感器进行需求分析和选型，并进行了软件和硬件的设计，最后对设计完成的传感器模块和电机驱动器模块进行了单独和组合实验，并针对出现的问题进行了完善。(4)对系统中控制核心模块与传感

4、器模块等的性能进行了分析优化，将模块间的一些共性的和独有的问题提取出来，分析了这些问题对系统性能所能产生的影响，并提出了针对性的优化方法。关键词：智能机器人，ARM9，Linux，IIC总线，模块化，优化分析武汉理1=大学硕士学位论文AbstractWinlthedevelopmentsofscienceandtechnology,theapplicationofintelligentrobottechniqueshasbecomemoreandmorewidelyused．Itplaysever-increasin

5、glyimportantroleinthefieldofspaceexploration,rescueanddisasterprevention,00∞andevelopment，homeservice,educationandmilitary,andisbecomingthefocusofattentionfromresearchershomeandaboard．Robottechniquescomprehendtheachievementofmulti—disciplinarysubjectssuchascomp

6、uterscience，controltheory,mechanism，informationandsensingtechnology,artificialintelligence,bionicsandSOon．Itrepresentsthefrontieroftechnologydevelopment，and，tocertainextent，itreflectsacoU／ltrylslevelofscienceandtechnologydevelopmentandeconomicstrength．Inthisthe

7、sis，afteranalyzingthedevelopmentstatusofroboticsresearchhomeandaboard，accordingtotherequirement，amobilerobotcontrollerisdesignedbasedonARM920TcoreandLinuxembeddedoperatingsystem,and，sensoranddrivingmodulesbasedonthestandardIICbusareachieved．Forthefirststepofsys

8、temdesign,thesystemisdividedintoseverallevelsaccordingtoitsfunctionalfeatures，andmakeadetailedrequirementanalysisandmodelselectionforeverylevelandsection．Secondly,uponcomple