描述
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全方位智能移动机器人典例

作者:景行慧动 来源:原创 时间:2022-10-27

智能移动机器人的研究中,全方位移动机器人(Omnidirectional Mobile Robot,OMR)具有全方位移动的功能.可以在两维平面中提供三自由度的运动,能够在不改变位姿的情况下向任意方向运动.因此可以节约更多时间。以其此独有的运动优势,全方位移动机器人在众多类型的智能机器人中脱颖而出.引起研究者的广泛关注.并在许多领域得到了广泛的应用,比如消杀机器人智能终端配送机器人等。


本节以上海交通大学的"交龙"RoboCup中型组全方位移动足球机器人(交龙3号JL- II )为例,具体说明智能移动机器人的运动控制器及运动控制方法的应用。


全方位移动足球机器人其运动执行部件由安装在机器人的底盘上的3个全维轮构成.轮子直径为80mm.机器人整体重量为20kg.机器人尺寸为45 mmX 45 mmX80mm。移动机器人底盘三个轮子的配置相互成120°角.每个轮子单独由一个电机驱动.机器人的运动由3只全维轮的转动合成。


基于行为的高层控制系统由台笔记本完成.采用IPC通信机制( Inter ProcessCommunication).实时获取各传感器信息并输出控制指令。同时,底层运动控制由STM32芯片为核心的ARM控制系统完成,可进行电机控制.持球和开球控制(控制周期为1 ms)。高层和底层控制系统之间采用波特率为19. 2 Kbps的串口通信协议,控制周期为30 ms。场外计算机作为比赛裁判或队伍教练.发出全局指令;各场内机器人以全局指令为指导.自动转换角色,各自采取行为。包括场外计算机以及所有场上机器人均采用IEE 802. 1la协议进行局域网通信。系统框架图如图所示。


智能移动机器人系统框架图


运动控制系统由通信模块、电源模块,控制模块和电机驱动模块组成。块主控制板(STM32)控制3块驱动电路,分别驱动3个全方位轮.实现3轴联动。当机器人工作时.通信模块负责从PC机接收指令数据.包括3个轮子的速度和是否踢球判断以及踢球力度。控制模块将3个轮子的速度发送到运动控制模块.并产生个踢球信号控制气动踢球系统产生踢球动作。运动控制模块则控制着3个轮子的速度,并且将通过闭环采集到的电机码盘信息获得的3个轮子的速度反馈回PC机.供足球机器人上层策略算法使用。其结构图如图通信模块和运动控制模块的CPU采用的是STM32F103CB


智能移动机器人结构图