基于嵌入式Linux的移動機器人控制平臺研究.pdf

1、本文旨在設(shè)計一款具有良好可擴展性，具備遙控功能的模塊化的教育型移動機器人控制平臺，使其既能夠滿足中小學(xué)機器人教育和比賽的需要又能滿足大專院校機器人開展機器人研究的需要。本文以ARM9處理器和嵌入式Linux為基礎(chǔ)構(gòu)建了教育機器人控制平臺的軟硬件系統(tǒng)。
　　 論文分析了當(dāng)前國內(nèi)外教育機器人的發(fā)展研究現(xiàn)狀，通過對比總結(jié)出了當(dāng)前主要存在的問題，并據(jù)此提出本文設(shè)計的教育機器人控制平臺的設(shè)計要求。
　　 依據(jù)機器人控制平臺的設(shè)計要

2、求和控制需求，在分析對比了多種嵌入式處理器的性能特點的基礎(chǔ)上，本文提出以ARM9處理器作為機器人控制平臺的核心處理器；隨后利用模塊化設(shè)計思想規(guī)劃了機器人控制平臺的總體硬件設(shè)計方案，機器人控制平臺主要由CPU模塊和各種擴展模塊組成，其中為了提高機器人的可擴展性，提出以I2C總線作為模塊的標(biāo)準(zhǔn)接口，模塊接口實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，使模塊具有了可組合性和可互換性的特點。
　　 由于Linux系統(tǒng)具有開源免費、可裁剪性強、功能強大等諸多優(yōu)勢，所以

3、本文選用Linux作為嵌入式操作系統(tǒng)。依據(jù)層次化軟件設(shè)計思想，本文將機器人控制平臺的軟件系統(tǒng)從總體上劃分為組織協(xié)調(diào)層、執(zhí)行層、驅(qū)動層和伺服驅(qū)動層等四個層次，各層又細(xì)分為許多相對獨立的軟件模塊，提高了整個軟件系統(tǒng)的可擴展性和可移植性。在軟件系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計階段，本文首先論述了嵌入式Linux下的設(shè)備驅(qū)動程序的一般設(shè)計過程，設(shè)計了多種外部設(shè)備接口的驅(qū)動程序，使得機器人能夠擴展更多的擴展模塊；接著給出了幾個主要應(yīng)用程序的設(shè)計過程和實例，提出以A

4、VR虛擬機作為機器人控制軟件其中AVR虛擬機在機器人控制系統(tǒng)中的運用是本文的一個創(chuàng)新點，它增強了機器人控制平臺軟件的可移植性。
　　 本文最后設(shè)計了相關(guān)的應(yīng)用實驗，驗證了機器人控制平臺的設(shè)計是可行的。
　　 本文的主要成果如下：
　　 (1)構(gòu)建了以ARM9處理器和嵌入式Linux系統(tǒng)為基礎(chǔ)的機器人控制平臺，使用I2C總線對常用外圍設(shè)備接口進行了標(biāo)準(zhǔn)化，使平臺整體具備良好的模塊化水平和可擴展性。
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