嵌入式与机器人不得不说的故事.doc

1嵌人式系统的简介嵌入系统是指以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可剪裁,适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。它主要由嵌入微处理器、外围硬件设备、嵌人式操作系统以及用户应用软件等部分组成。用于实现对其它设备的控制、监视和管理等功能,它通常嵌人在主要设备中运行。一个最小的嵌人式系统的基本组成为:①一个用作引导的可用设施(工具);②一个具备内存管理,进程管理和定时器服务的LINUX微内核;③一个初始进程;④硬件的驱动程序;⑤一个或几个应用进程以提供必要的应用功效。嵌入式系统与普通的PC系统相比主要具有以下特点:(1)嵌入式系统功耗低,体积小,专用性强。嵌入式CPU工作在为特定用户群设计的系统中,能够把PC中许多板卡完成的任务集成到芯片内部,有利于嵌入式系统设计的小型化。(2)嵌入式系统中的软件一般固化在存储芯片或单片机本身中,以提高实行速度与系统可靠性。硬软件都必须高效设计,系统要精简,对软件代码质量要求很高。操作系统一般和软件集成在一起。(3)嵌入式系统开发需要专门的开发工具和开发环境。2嵌入式系统在机器人中的应用不论是在工业控制中,还是在商业领域里,机器人技术都得到了广泛的应用。从用于生产加工的传统工业机器人到丰富大众生活的现代娱乐机器人,都与嵌入式系统密不可分。现有的大多数机器人,都采用单片机作为控制单元,以8位和16位最为常见,其处理速度较低,没有操作系统,无法实现丰富的多任务功能,系统的潜力没有得到充分的发掘和应用。随着嵌入式控制器越来越微型化、功能化。机器人技术获得更大的发展机遇,无论从控制系统的结构还是机器人的智能程度方面都得到了很大的提高。以索尼的机器狗为代表的智能机器宠物是最典型的嵌入式机器人控制系统,除了能够实现复杂的运动功能,它还具有图像识别、语音处理等高级人机交互功能,它可以模仿动物的表情和运动行为。火星车也是一个典型例子,这个价值10亿美金的技术高度密集移动机器人,采用的是VxWorks操作系统,它可以在不与地球联系的情况下自主工作。下面从运动控制系统、远程控制、视频图像采集系统三个方面分析嵌入式系统在机器人中的应用情况。,更是受到越来越多的关注。控制系统性能直接关系到机器人的整体运动性能。运动控制系统主要用来完成信息融合和决策规划等任务实现机器人稳定控制。同时,运动控制系统通过CAN总线接收场外服务计算机的命令,并根据策略库进行决策,随后通过串口发送具体的行为控制指令,将机器人要执行的动作按规定的协议格式传送给驱动器,控制机器人的行为,集中体现了机器人的智能程度。机器人的运动控制部分一般采用ARM系列来完成,下面以ARM7为例说明一下嵌入式与机器人的运动控制的关系。,ARM7通过串口接收数据,并根据定义好的串口相关通信协议对接收到的数据进行解析,得到各个电机的转向以及运动圈数,从而控制电机的转动,串口数据的接收是通过中断的方式来实现的。一旦有数据到达,就产生一次中断,在中断服务程序中,新发送过来的数据将被保存起来,并且设置标志位为真,用以通知主任务有新的数据到达,可以调用电机驱动程序来实现电机的运动。从而达到对机器人的运动进行控制。,使得人们可以在任何地