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　　基于OPS-9定位的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

　　(1) 原理

　　論文所述機(jī)器人以O(shè)PS-9定位系統(tǒng)為核心，以光學(xué)傳感器例如攝像頭和紅外傳感器為輔的機(jī)器人感知系統(tǒng)，并且為機(jī)器人量身打造了上位機(jī)，在機(jī)械方面使用三輪萬(wàn)向輪來(lái)確保機(jī)器人移動(dòng)的穩(wěn)定性、靈活性和可操作性，另外機(jī)器人具有升降結(jié)構(gòu)和抓取結(jié)構(gòu)，以確保機(jī)器人能夠順利完成任務(wù)。

　　二、設(shè)計(jì)方案

　　(1)機(jī)械結(jié)構(gòu)

　　在設(shè)計(jì)之初，考慮到機(jī)器人運(yùn)行環(huán)境的實(shí)際情況，底盤(pán)方面選擇穩(wěn)定性較為優(yōu)秀的三輪全向輪，并采用多層底板結(jié)構(gòu)以增強(qiáng)機(jī)器人整體強(qiáng)度。升降結(jié)構(gòu)方面采用步進(jìn)電機(jī)加齒輪帶的方式。抓取結(jié)構(gòu)采用電磁閥控制氣動(dòng)執(zhí)行器的方式。機(jī)器人的整體架構(gòu)由玻纖板構(gòu)成，機(jī)器人的支撐方式使用的是螺絲和不銹鋼實(shí)心管，由此構(gòu)成了機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)。

　　(2)硬件設(shè)計(jì)

　　機(jī)器人使用的硬件大概分為控制芯片和其它模塊。控制芯片包括STM32F407和STM32F103，其中STM32F407為主控芯片，用于處理各種模塊傳回的數(shù)據(jù)和運(yùn)行控制算法，STM32F103用于采集和處理紅外傳感器的數(shù)據(jù)。其它模塊包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、攝像頭模塊、OPS-9定位模塊、RS232、TTL、CAN通信模塊、紅外測(cè)距模塊等。

　　(1) 程序設(shè)計(jì)

　　首先STM32F407、STM32F103、OPS-9定位模塊、OPENMV攝像頭模塊、直流電驅(qū)動(dòng)模塊上電初始化，STM32F407主控芯片將其他芯片或者其他傳感器回傳的各類信息通過(guò)A/D、D/A或者其他方式轉(zhuǎn)換為機(jī)器人所要用到的信息，例如機(jī)器人的相對(duì)位置、姿態(tài)角、實(shí)時(shí)速度等信息。

　　之后，STM32F407主控芯片將各類信息通過(guò)I/O口控制LED指示燈來(lái)告知使用者機(jī)器人此時(shí)的狀態(tài)，例如機(jī)器人處于故障狀態(tài)、斷電狀態(tài)、待發(fā)車狀態(tài)等。待機(jī)器人處于待發(fā)車狀態(tài)時(shí)，使用機(jī)器人上位機(jī)將需要機(jī)器人所需要完成的任務(wù)通過(guò)WIFI通訊模塊將信息傳送給STM32F407主控芯片，也可以使用事先在主控芯片的FLASH區(qū)存儲(chǔ)的信息，這些信息包括機(jī)器人跑點(diǎn)個(gè)數(shù)、跑點(diǎn)策略、跑點(diǎn)順序以及各種應(yīng)急策略等。

　　最后，當(dāng)機(jī)器人收到任務(wù)信息之后，將運(yùn)動(dòng)信息通過(guò)各種通訊方式或控制方式控制驅(qū)動(dòng)用的直流電機(jī)、控制爪子開(kāi)合的繼電器、控制攝像頭方向的舵機(jī)、上升或下降用的步進(jìn)電機(jī)等控制設(shè)備。

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