基于DSP+ARM7的桌面型兩足機(jī)器人控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、桌面型兩足機(jī)器人是一種體積較小的兩足步行機(jī)器人,具有機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作成本低以及觀賞性和娛樂(lè)性強(qiáng)的特點(diǎn),并廣泛應(yīng)用于教學(xué)、比賽和娛樂(lè)等方面,同時(shí)也是研究?jī)勺銠C(jī)器人的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
　　 本文借助日本“KONDO”桌面型兩足機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu),結(jié)合目前嵌入式開(kāi)發(fā)、圖像處理、DSP、ARM技術(shù)等研究成果,提出了以DSP(TMS320F2812)和ARM(LPC2131)為主體的桌面型兩足機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想,設(shè)計(jì)了一種基于DSP

2、+ARM的嵌入式桌面型兩足機(jī)器人控制系統(tǒng),該系統(tǒng)結(jié)合了DSP的實(shí)時(shí)信號(hào)處理能力和ARM在系統(tǒng)控制方面的特性,既能合理地分配任務(wù),又滿足了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求,能滿足桌面型兩足機(jī)器人控制要求。該系統(tǒng)是由視覺(jué)處理系統(tǒng)和電機(jī)控制系統(tǒng)兩個(gè)部分組成。
　　 視覺(jué)處理系統(tǒng)以TI公司C2000系列主流芯片TMS320F2812作為處理器,視頻傳感器選用的是OmniVision公司生產(chǎn)的OV6620,并采用FIFO芯片AL422B接收數(shù)字圖像傳感器

3、輸出的數(shù)字信號(hào),TMS320F2812進(jìn)行處理后得到所需要的數(shù)據(jù),然后傳遞給運(yùn)動(dòng)控制板來(lái)控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。系統(tǒng)采用了單目測(cè)距算法和圖像處理方法,使得機(jī)器人在檢測(cè)到障礙物后,能估算與障礙物之間的距離,最終實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對(duì)黑色障礙物的識(shí)別以及避障功能。
　　 電機(jī)控制系統(tǒng)針對(duì)“KONDO”機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)和舵機(jī)驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn),選用ARM7內(nèi)核處理器LPC2131作為處理器,設(shè)計(jì)了基于ARM7處理器和μ C/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng)的電機(jī)控制系統(tǒng)

4、。在操作系統(tǒng)下,設(shè)計(jì)了多個(gè)任務(wù)和中斷處理函數(shù),實(shí)現(xiàn)了桌面型兩足機(jī)器人控制系統(tǒng)的各項(xiàng)功能,建立了完整的兩足步行機(jī)器人控制系統(tǒng)軟件框架:改進(jìn)了通常的多路PWM信號(hào)產(chǎn)生方法,解決了由于中斷嵌套影響控制信號(hào)精度,從而引發(fā)機(jī)器人抖動(dòng)的問(wèn)題:并對(duì)機(jī)器人進(jìn)行了關(guān)節(jié)調(diào)試。設(shè)計(jì)了桌面型兩足機(jī)器人的步行模式,實(shí)現(xiàn)了在平面上的穩(wěn)定步行。
　　 實(shí)驗(yàn)證明,由該控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案制作而成的桌面型兩足機(jī)器人,具有良好的自主控制性和較好的視覺(jué)識(shí)別能力,能夠出