目标跟踪机器人主板系统设计 摘 要 机器人是一个极富挑战性的高技术密集型竞赛项目,而 机器人性能的优劣将直接决定着其竞技水平的高低.随 着科学技术飞速进步,越来越多的更为先进的技术应用 到了足球机器人比赛当中,也为机器人的研究与发展也 提供了更多更好的选择.本文以全自主机器人系统研究 为背景,针对现有小车机器人存在的问题进行分析和研 究,设计开发新的性能更好的机器人主板.本文的主要 工作包括以下几个方面: 首先,研究分析了新的机器人主板需求,给出了新主板 的总体设计方案.针对当前机器人系统存在的无线通讯 抗干扰能力不强,没有自身检测功能等不足,结合实际 系统提出的功能和性能上的新需求,建立了具有双向通 讯功能的机器人设计模型. 其次,研究了机器人主板设计的两大关键技术问题,给 出了基于PTR2000无线通讯技术与基于ARM7技术的主板设计一通过技术对比分析,结合机器人对无线通讯的需要,银择了基于PTR2000技术的无线通讯模块,采用意法半导体 公司的基于ARM7技术的微控制芯片作为控制核心,使新皊机器人主板不仅可以更好地满足竞技的需要,而且对今后采用新的技术,实现新的功能提供了一个强大的支挊平台. 再者,对新主板的设计实现中的关键技术问题进行了深 入研究.结合现有系统,设计了新的主板的软硬件系统 ,对无线通讯模块进行了实验和测试,对新主板上嵌入弊操作系统uCLinux内核裁减技术进行了研究,为主板的优刿设计实现奠定了基础. 最后,论文通过对新设计主板的通讯模块,uCLinux内核袅减的测试实验,验证了本文设计方案是可行的.新的上板系统将具有性能稳定可靠的无线通讯系统,可以实玊机器人小车的自我测试以及状态反馈.论文阐述了需覊进一步深入研究的工作. 关键词: PTR2000技术,机器人,无线通讯,嵌入式操作系统 第一章 方案简介 1.1 机器人系统 机器人系统大体可分为三类:一是基于微型计算机的仿 真机器人系统;二是基于视觉的机器人系统即半自主足 球机器人;三是全自主机器人系统. 全自主机器人的特点是每个机器人完全自治,即每个机 器人必须自带各种传感器,控制器,驱动器,电源等设 备.它涉及到机器人控制系统的体系结构,移动机器人 自定位,实时视觉,传感器融合,机器人的学习等多项 关键技术. 本文设计的目标跟踪机器人即属于全自主机器人,其是 独立进行目标的识别,行为判断并执行的个体.与远程 的计算机之间可以不需要通讯.机器人足球系统中每个 机器人由信息获取,通信,决策控制和驱动4个子系统绊成. 目前,在全自主机器人中具有挑战性的难题是: (1)如何充分利用多个机器人的传感器信息以获得对玊境相对完整的感知. (2)如何设计协作策略以提高机器人的整体性能,机噊人之间的配合是机器人智能的一个集中体现.

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