基于ARM的嵌入式服務(wù)機(jī)器人控制器的研究
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人機(jī)交互模塊采用液晶(LCD)觸摸屏及語音交互接口。S3C2410內(nèi)置有液晶控制器，可以支持最大256 K色的TFT彩色液晶屏、最大4 K色的STN彩色液晶屏，這里選用LQ080V3DG01型8英寸640x480 TFT液晶屏，該液晶屏上配有4線電阻式觸摸屏，用于檢測(cè)屏幕觸摸輸入信息，有利于提高人機(jī)交互的友好性；而語音識(shí)別南凌陽公司的SPCE061A完成，該器件是一個(gè)16位結(jié)構(gòu)的高集成的微控制器，內(nèi)部集成有MCU、A／D轉(zhuǎn)換器、D／A轉(zhuǎn)換器、RAM、ROM。具有較高運(yùn)算速度的16x16位的乘法語音和內(nèi)積運(yùn)算指令，CPU時(shí)鐘最高可達(dá)49 MHz。系統(tǒng)支持10個(gè)中斷向量及14個(gè)中斷源，具有較強(qiáng)的中斷處理能力，適合實(shí)時(shí)語音處理。具有雙通道10位A／D轉(zhuǎn)換器方式的音頻輸出功能，配置帶自動(dòng)增益控制功能(AGC)的麥克風(fēng)輸入方式，為語音處理帶來極大便利。圖4為語音識(shí)別模塊硬件結(jié)構(gòu)。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/152328.htm
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
軟件設(shè)計(jì)的基本原則是：軟件結(jié)構(gòu)化、驅(qū)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)可定制。服務(wù)機(jī)器人的控制器關(guān)鍵要保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。采用μC／OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，其具有結(jié)構(gòu)簡單、容易移植、源代碼公開等優(yōu)點(diǎn)。使用μC／OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)開發(fā)服務(wù)機(jī)器人控制軟件就是將整個(gè)控制軟件的功能劃分為若干任務(wù)，分別加以實(shí)現(xiàn)，并以任務(wù)問通信方式實(shí)現(xiàn)各個(gè)任務(wù)間的邏輯關(guān)系。整個(gè)軟件控制體系結(jié)構(gòu)如圖5所示。
5 實(shí)驗(yàn)研究
在搭建機(jī)器人軟硬件平臺(tái)及編寫與硬件相關(guān)的底層函數(shù)后，在該實(shí)時(shí)內(nèi)核上編寫接口驅(qū)動(dòng)程序及機(jī)器人應(yīng)用程序。通過軟硬件整體測(cè)試后，將該機(jī)器人控制器安裝在智能輪椅上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中。智能輪椅移動(dòng)穩(wěn)定，轉(zhuǎn)向靈活，變速平穩(wěn)；能及時(shí)識(shí)別并躲避障礙物；機(jī)器人視頻傳輸畫面流暢；語音人機(jī)交互功能，由麥克風(fēng)將聲音傳給語音處理器，通過硬件處理識(shí)別語音信號(hào)，然后再經(jīng)南喇叭播放機(jī)器人的對(duì)答聲音。實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話。同時(shí)該服務(wù)機(jī)器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，電路體積小，有利于安裝與維護(hù)。
6 結(jié)束語
服務(wù)機(jī)器人控制系統(tǒng)是機(jī)器人的神經(jīng)中樞，決定著機(jī)器人能否按照用戶要求順利地完成相應(yīng)工作任務(wù)。基于 ARM和嵌入式μC／OS-Ⅱ的服務(wù)機(jī)器人控制系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于服務(wù)型機(jī)器人。這必將開發(fā)出低成本、低功耗、體積小巧、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、可靠性高、接口豐富、維護(hù)方便、智能化程度高的機(jī)器人，也將促進(jìn)機(jī)器人運(yùn)用的普及和推廣，從而推進(jìn)我國機(jī)器人行業(yè)向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。
評(píng)論