多机器人系统中娱乐机器人控制系统的设计.pdf

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1、2010年第3期工业仪表与自动化装置·6l·多机器人系统中娱乐机器人控制系统的设计曹洁，白俊利(兰州理工大学电气工程与信息工程学院，兰州730050)摘要：针对娱乐机器人在多机器人系统中的应用，介绍了以嵌入式Linux系统为核心，包括主控制模块、运动控制模块、自定位模块和无线通信模块的娱乐机器人控制系统设计方案，该系统适用于多机器人系统应用并具有很好的可移植性和可扩展性。关键词：多机器人系统；娱乐机器人；无线通信；Linux；控制系统中图分类号：TP242文献标志码：A文章编号：1000—0682(201

2、0)o3—0061—04Entertainmentrobotcontrolsystemdesignformulti—-robotsystemCAOJie，BAIJunli(CollegeofElectricalandInformationEngineering，LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou730050，China)Abstract：Thispaperdescribesaprojectofembeddedcontrolsystemforentertainment

3、robotappliedtomulti—robot．BasedOilembeddedLinux，themaincontrolmodule，motorcontrolmodule，self—locali-zationmoduleandwirelesscommunicationmodulearediscussed．Thesystemwithgoodtransportabilityandscalabilityissuitablefortheapplicationofmulti—robot．Keywords：mul

4、ti—robotsystem；entertainmentrobot；wirelesscommunication；Linux；controlsys·tem人运动控制功能和自定位功能，并采用蓝牙技术构0引言建了Ad—Hoc网络-4，建立适合多机器人系统的娱乐机器人就是通过对一般的机器人进行一些无线通信网络。拟人化的外形改造及硬件设计，同时引入相关的娱1娱乐机器人控制系统框架乐形式进行软件开发而得到的一种用途广泛、老少皆宜的服务型机器人⋯。专家指出，在未来20～50设计中的娱乐机器人控制系统主要由主控制模年的时

5、间内，机器人将逐步走人人们的日常生块、自定位模块、无线通信模块和运动控制模块4部活J，随着人们生活水平和娱乐追求的提高，娱乐分组成。其系统框架如图1所示。机器人的需求量越来越大，尤其是玩具机器人，目前无线通信模块已成为诸多生产厂家追逐的热点。娱乐机器人在多机器人系统中的应用将是一种必然趋势。当前，娱是[GPS~位乐机器人的开发主要集中在人机互动方面，而在多蒺匾机器人系统中的应用还很少涉及。该设计面向多机器人系统中的娱乐机器人控制系统进行研究，该控图1娱乐机器人系统框架制系统在完成其自身娱乐功能的同时，还满

6、足其在运动控制模块负责接收主控制器模块的命令，多机器人系统应用中信息交互的需求。控制电机的正、反转动，实现娱乐机器人的运动；碰设计中的娱乐机器人控制系统实现了娱乐机器撞传感器及其他传感器负责采集并返回获取的娱乐机器人局部信息。自定位模块由GPS结合电子罗收稿日期：2oo9—09—17盘实现，分别为娱乐机器人提供位置信息和方位信作者简介：曹洁(1966)，女，安徽宿州人，教授，博士生导师，息，从而完成自定位功能。无线通信模块与主控制研究领域为信息检测与估计，智能信息处理，机器视觉信息获取与处理，模式识别理论

7、及应用，智能交通系统，计算机控制技术。器通过串口相连，负责多机器人系统中各机器人间·62·工业仪表与自动化装置2010年第3期的通信。主控制器模块对运动控制模块和无线通信信息，为娱乐机器人的运动控制提供参考信息，该设模块发送来的信息进行处理，并相应地返回一些处计还可以结合娱乐机器人具体任务实现一些功能扩理结果和命令，控制各功能模块配合工作并完成设展。定任务。2控制系统硬件设计2．1主控制模块主控制模块以三星$3C2440A微处理器为控制核心。$3C2440A采用ARM920T内核，400M主频。控制板上扩

8、展了64MB的Flash和64MB的SDRAM，运行嵌入式Linux操作系统。接口上提供了3个串口、1个USB口和1个JTAG接口。主控制模块硬件设计框图如图2所示。图2主控制模块硬件设计框图图3直流电机控制电路在图2中，UART接口与蓝牙无线通信模块相2．3自定位模块连，2个串口分别接GPS模块和电子罗盘，JTAG接自定位模块为娱乐机器人提供自身位置和方位口可以方便对系统进行调试；USB接口用于嵌入式信息，能够更好地满足多机