基于分布式过程控制系统的轮式智能机器人研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com机器人技术中文核心期刊‘微计算机信息)(嵌入式与S0C)2006年第22卷第4．2期基于分布式控制系统的轮式智能机器人研究ResearchofaWheeled-intelllgentRobotBasedonDistributedControlSystem(成都航空职业技术学院)邱寄帆芏海春Qiu。JifanWang，Haichun摘要：语音处理、图像处理和定位导航是智能机器人研究的核心内容。介绍了分布式控制系统和CAN总线的概念和特性。提出了一种用于智能机器人的分布式控制系统结构，时基于该控昔对系统的智能

2、机器人的体系结构、导航与控制、环境感知进行了研究。着重阐述了语音识别和图像识别功能的实现方案。关键词：分布式控制系统：智能机器人；CAN总线中图法分类号：TP24文献标识码：AAbstract：Thespeechprocessing，imageprocessing，positioningandnavigationarethecorecontentsoftheintelligentrobotresearch．Inthispaper．theconceptandcharacteristicsofthedistributedcontrolsystemandCA

3、Nbusareintrtxtuced．Akind0fdistributedcontrolsystemstructurethatusedfortheintelligentrobotispresent．Thearchitecture，navigationandcontrol，andtheenvironmentfeelingbasedonthissystemarestudied．Andthefunctionrealizationofspeechrecognitionandimagerecognitionareemphasized．Keywords：distr

4、ibutedcontrolsystem；intemgentrobot；CANbus优点：实现集中监控和管理，管理与现场分离，管理更引言能综合化和系统化；实现分散控制，可使各功能模块智能机器人研究在当前机器人研究领域具有十的设计、装配、调试、维护独立，系统控制的危险性分分突出的地位，其显著的特点是具有环境感知、判断散，可靠性提高，投资减小；采用网络通信技术，可根决策、人机交互等功能。具体地说，应该具有可移动据需要增加以微处理器为核心的功能模块．具有良好性。能根据命令或需要到达指定工作地点或区域：应的系统开放性、扩展性和升级特性。具有图像识别能力，可进行人

5、脸识别、物件识别、视觉CAN(ControllerAreaNetwork)总线作为连接各上导航：具有语音识别与合成功能。可进行人机语音交下位机之间的通信网络，非常适用于分布式控制系互，包括用语音命令控制机器人工作、人机语音对话统，因为它具有许多优点：CAN控制器工作于多主方聊天、媒体(视频、音频)语音点播、语音信息查询、文式，网络中的各节点都可根据总线访问优先权向总线本语音播放等；具有超声波测距与避障功能；具有轨发送数据，通信方式灵活；CAN节点在错误严重的情迹跟踪功能；具有测光与光源跟踪功能等。这些功能况下具有自动关闭输出功能，以使总线上其他节点的要

6、求控制系统应具有较好的协调性、实时性和可靠操作不受影响，因而具有突出的可靠性；CAN总线的性。针对智能机器人的上述功能特性，我们设计并实通信协议可由CAN控制器芯片及其接口芯片来实现。现了基于分布式控制系统的轮式智能机器人。从而大大降低系统开发难度，缩短了开发周期；CAN1分布式控制系统总线结构简单，只有两根信号线，挂接在总线上的设备可方便地增减，因而具有优良的扩展性；此外，CAN智能机器人的控制对象及功能较多，比较理想的总线还有传输速率高、实时性强、开放性好、成本低等控制系统解决方案是采用分布式控制系统(Distributed特点。ControlSy

7、stem，Des)，将控制功能在下位机分散，每个下位机完成一项特定功能，各下位机便可实现并行工2控制系统的结构作，这将大大提高整个系统的处理速度和能力。Des基于CAN总线的分布式控制系统的上位机由主的核心思想是集中管理、分散控制，即管理与控制分控计算机及所属的语音和图像处理单元构成，下位机离，上位机用于集中监视管理功能，下位机分散到现则是由以1至5号单片机为核心的功能模块所组成．场实现分布式控制，各上下位机之间通过控制网络互它们分别是移动平台伺服控制器模块、测距控制器模连以实现信息传输。显然，采用Des方案有如下明显块、寻迹控制器模块、测光控制器模块

8、、系统监控与电源管理模块，控制系统结构图如图1所示。邱寄帆：ii~l教授由图可见，这是一个典型