CN101751038B一种移动机器人导航控制装置

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所属分类:AGV专利检索
摘要

本发明涉及一种移动机器人导航控制装置,基于CAN总线的分布式结构,包括:ARM9处理单元,采用CAN总线与ARM7处理单元及DSP处理单元进行通讯连接,完成各类传感器信息融合与导航规划;ARM7处理单元,采集传感器信息发送至ARM9处理单元;DSP处理单元,接收ARM9处理单元的运动控制指令,实现机器人运动执行机构的伺服控制。本发明装置采用通过CAN总线实现嵌入式微处理器的分布式连接,有效降低各个处理单元的计算负担,保证系统实时性;设有多个接口,提高了装置扩展升级的灵活性;采用嵌入式微处理器,功耗低,能够满足家庭、公共环境中对于机器人运行时间的要求。

技术领域

本发明涉及一种移动机器人导航技术,具体地说是一种移动机器人导航控制装置。

CN101751038B一种移动机器人导航控制装置

背景技术

随着科学技术的不断进步,机器人正在向自主智能机器人的方向发展,应用领域从工业逐步渗透到军用、家用、医疗、建筑等行业。但机器人的自主导航与定位技术的现状限制了智能移动机器人在上述诸多领域的应用。

目前移动机器人导航装置没有通用的硬件结构。以往的机器人导航部分,主要是基于具体硬件的单一设计,导航系统往往在软、硬件上都不具备兼容性和可扩展性、可重构性。随着传感器模块的增减以及驱动装置的变化,此类机器人导航控制装置就不具有通用性。对于新的硬件需求,系统不得不重新制作,成本和效率将大打折扣。从控制对象上看, 智能移动机器人的导航装置需要完成对传感器信息的采集、对多传感器信息的融合以及环境建模、定位和路径规划功能。为了解决上述问题,大多数研究机构和公司采用多处理器来实现,这种方法不仅增大系统的体积、功耗和成本,而且降低了系统的通用性。

目前移动机器人没有专用的操作系统,为了降低开发难度,部分厂家和研究机构直接在X86平台上采用Windows操作系统作为机器人控制系统的操作系统。基于Windows 的操作系统虽然界面友好、容易开发,但是对于移动机器人导航这种对实时性要求较高的控制系统来说,Windows操作系统难以满足其要求,也就降低了系统的可靠性。同时,基于 Windows操作系统的机器人对硬件要求也较高,客观上也增加了机器人制作的成本。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处,本发明要解决的技术问题是提供一种以嵌入式处理器为核心处理单元的移动机器人导航控制装置。

为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:

本发明移动机器人导航控制装置基于CAN总线的分布式结构,包括:

ARM9处理单元,采用CAN总线与ARM7处理单元及DSP处理单元进行通讯连接,完成各类传感器信息融合与导航规划;ARM7处理单元,采集传感器信息发送至ARM9处理单元;DSP处理单元,接收ARM9处理单元的运动控制指令,实现机器人运动执行机构的伺服控制。

所述ARM9处理单元内部具有以ARM9处理器为控制核心的ARM9处理模块,运行嵌入式实时操作系统,ARM9处理器通过CAN总线接口与ARM7处理单元、DSP处理单元相连,通过GSM模块接收用户手机发送的导航控制指令,发送机器人的状态信息至用户手机,通过 USB接口接收USB摄像头传输的图像数据;通过音频输入输出模块接收用户语音控制指令; 所述ARM9处理模块还通过触摸屏接口接有触摸屏,接收用户通过触摸屏发送的指令;所述 ARM7处理单元内部具有以ARM7处理器为控制核心的ARM7处理模块,运行嵌入式实时操作系统,ARM7处理器通过定时器接口及通用输入输出接口接有超声波传感器,通过AD接口接有红外传感器;通过串口接口接有电子罗盘传感器,通过通用输入输出接口接有热释电传感器和烟雾传感器,通过CAN总线接口与ARM9处理单元、DSP处理单元以及其他具有CAN总线接口的设备相连;所述ARM9处理单元还具有无线网络模块,通过无线网络和远程计算机相连,接收远程计算机传输的环境地图信息,将机器人的位置信息反馈到远程计算机。

本发明具有以下技术效果及优点:

1.本发明装置采用通过CAN总线实现嵌入式微处理器的分布式连接,有效降低各个处理单元的计算负担,保证系统实时性;

2.本发明装置设有多个接口,提高了装置扩展升级的灵活性;

3.本发明装置采用嵌入式微处理器,功耗低,能够满足家庭、公共环境中对于机器人运行时间的要求;

4.系统成本低,有助于移动机器人产品的推广。

附图说明

图1为本发明的整体硬件结构示意图;

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