智能探測機器人系統(tǒng)設計.pdf

1、災難的現(xiàn)場、未知環(huán)境等這些地方可能存在高溫、有毒氣體、輻射等因素對人類生命造成危害。但是有時為了救援或者重要任務的完成必須要進入這些場所時,為了保障人們的生命安全,可以使用探測機器人。智能探測機器人有著可靠的探測和導航系統(tǒng),能夠到達人們制定的場所進行探測,并傳回實時環(huán)境信息,為人們的后續(xù)工作提供可靠的基礎。
　　Altera提出一種先進的嵌入式系統(tǒng)解決方案:以NiosⅡ嵌入式軟核為基礎的片上可編程系統(tǒng),它具有靈活性、可定制性和軟硬

2、件協(xié)同設計的能力,在現(xiàn)代智能系統(tǒng)中有著廣泛的應用,可以快速有效的輔助用戶完成智能系統(tǒng)軟件算法的設計和硬件上的開發(fā)。
　　本文基于嵌入式系統(tǒng)技術(shù),對探測機器人進行了總體設計。設計了系統(tǒng)的硬件電路,包括有GPS接收機數(shù)據(jù)采集電路、地磁傳感器航向角測算電路、光電編碼器數(shù)據(jù)采集電路,超聲波、紅外測距電路、GSM語音通信、視頻采集硬件模塊等。然后構(gòu)建了以NiosⅡ嵌入式軟核的SOPC,包括硬件開發(fā)(Quartus II和SOPC Build

3、er)和軟件開發(fā)(Nios II IDE)兩大部分。本系統(tǒng)硬件開發(fā)主要有兩大部分:Nios II系統(tǒng)的生成和Nios II系統(tǒng)以外的邏輯設計,如PLL模塊,光電編碼器數(shù)據(jù)采集模塊等;軟件開發(fā)主要是在uC/OS-II嵌入式操作系統(tǒng)提供的任務規(guī)劃和管理平臺上,實現(xiàn)了GPS經(jīng)緯度數(shù)據(jù)采集、溫度和氣體等信息采集;在地磁傳感器數(shù)據(jù)采集的基礎上利用多點測量求解探測機器人的航向角;GSM語音通信控制程序設計以及避障行為實現(xiàn)的程序設計,最終FPGA利用