面向伺服机器人应用的可重构微控制器设计

为简化伺服机器人内部通信结构,增强机器人通信能力,提升处理速度,解决多轴协调控制问题,介绍了一种基于NIOSⅡ处理器和FPGA(Field Programmable Gate Array)的面向伺服机器人内部通信的可重构微控制器的设计方法.采用可编程技术和32位高性能NIOSⅡ处理器并自定义标准外设CAN总线控制器及PWM,在Altera公司的CycloneⅡ系列EP2C20芯片内实现带CAN总线及PWM波输出功能的可重构微控制器.充分利用NIOSⅡ微处理器的高速运算能力和FPGA逻辑功能由硬件电路实现,计算速度快(纳秒级)的能力,大大减少了微控制器外围接口器件,有效降低成本,提高了微控制器的集成度和灵活性.实验表明,控制器性能可靠且能代替传统伺服机器人中常使用的专用微控制器芯片,满足伺服机器人中的通信需求.     

基于DSP的机器人视觉导航系统

1引言机器人的视觉导引控制是利用CCD摄像机采集路面上的图象信息,由机器人的处理器识别出路径来控制机器人的运行方向。按处理器的不同来分类,机器人视觉系统有3种:DSPs,PC机和特定用途集成电路ASICs。其中,PC机处理数据的速度很快,但是体积大、重量重、功耗大。ASICs解决了体积、重量和功耗的问题,但它缺乏运行各种图像处理算法的灵活性。DSPs平台具有小型化、重量轻和处理灵活的特点。为此,本文研制了一种基于DSPs的机器人视觉导航系统方案。该系统具有以下特点:高速的数据采集和处理,能处理中、小图像以及功耗低。2系统硬件系…     

基于TMS320C6000系列DSPs的驱动模块设计

TMS320C6000系列DSPs具有丰富的外设资源。为了满足DSPs与外设之间实时10的需求，一个可靠、简便、灵活的驱动程序是必不可少的。从驱动程序的双层模型出发，对基于SIO／DEV模式的驱动程序的实现进行了详细的论述。     

模糊自适应PID控制器在足球机器人中的应用

传统的PID控制器结构简单、实现简单、控制效果良好,所以在足球机器人中广泛应用.但由于机器人机械加工精度问题,每个足球机器人都存在个体差异,很难得到一致的PID控制参数.本文提出了一种基于模糊控制理论的足球机器人控制系统,针对传统PID控制器的特点,将摸糊控制技术引入到PID参数自整定过程中,根据不同情况在线自整定PID参数.通过和传统的PID控制器比较,模糊自适应PID控制器具有具有灵活性好,控制适应性强,动态、静态性能好等优点.在MIROSOT机器人上验证了该控制器的有效性和实用性.     

一种提高微控制器IP可复用性的核内总线设计

提出了一种支持高性能可复用微控制器芯核的体系结构的多路总线及接口,解决了片上外设与微控制器CPU之间的扩展和匹配问题,使得芯核内部互联网络简化,时钟率提高,实现了高性能微控制器的可复用性设计。     

基于神经网络模糊PID的足球机器人控制算法研究

通过对足球机器人运动学模型进行分析,以足球机器人系统为实验平台,论证了神经网络模糊PID控制技术应用于足球机器人运动控制的可行性。将传统的PID控制与神经网络模糊控制相结合,通过PID算法实现控制的准确性,利用神经网络模糊控制提高控制的快速性与自适应性。针对足球机器人运动控制中的实际问题,着重提出了基于神经网络和模糊控制相结合动态调整PID控制器的三个参数KP,KI,KD的设计方法。实验证明该方法增强了控制器的调节能力和简化了控制器设计,同时本方法对模型和环境具有较好的适应能力和较强的鲁棒性。     

基于DSP的足球机器人控制电路设计

从改善足球机器人控制电路性能的目的出发,分析了用普通单片机控制的足球机器人在比赛中的缺陷,对普通单片机和DSP芯片两种控制芯片的性能作了简单的比较,详细介绍了用美国德州仪器(TI)公司生产的TMS320LF2407A芯片作为电路控制芯片,设计足球机器人控制电路的方法。并在实际控制过程中采用PID算法。实现了足球机器人软件控制与硬件的结合。成功地把基于DSP的足球机器人应用于实际的比赛中,实际效果显示与基于普通单片机的机器人相比,性能有了较大的提高,对机器人的控制可以得到更令人满意的结果。     

MiroSot足球机器人电机驱动系统设计

为了满足Miro Sot足球机器人体积小、机动性好、抗干扰性强等要求,设计了一套两轮差速驱动转向移动机器人电机驱动系统。以DSP-TMS320LF2407A为核心器件,采用脉宽调制(PWM)方式进行调速。采用双H桥驱动器L298驱动直流电机,实现对左右两组车轮的两个直流电机的驱动调速控制。作为专用于电动机控制的数字信号处理器(DSP)芯片TMS320LF2407A,其丰富的外设功能简化了电机控制电路,使电路结构更趋紧凑合理。DSP芯片使得足球机器人的电机速度采样周期缩短、采样精度更大。试验表明,该系统提高了机器人的硬件集成度、稳定性能以及控制精度,改善了机器人的运动性能,也为直流电机在移动机器人及其他场合的驱动应用提供参考。     

TI C2000 Concerto双核微控制器实现更高性能

德州仪器（TI）推出最新32位C2000 Concerto微控制器,针对须由一个统一器件进行电源转换、远程数据共享、诊断、监测和控制的电机控制、可再生能源及智能电网应用,满足设计人员日新月异的需求。这款全新Concerto F28M36x微控制器完美集成了由C28x数字信号处理器提供的实时精确控制以及由ARM Cortex—M3内核与片上外设实现的高级连接性。     

基于RISC-V微控制器的外部SPI FLASH烧录方法的设计与实现

随着物联网产品技术的快速发展,传统微控制器片上FLASH已经无法满足代码容量的需求,通过微控制单元(Microcontroller Unit,MCU)外挂一颗Nor Flash的方案已经成为主流设计。针对外部SPI Nor Flash的代码烧录问题,一般由串行外设接口(Serial Peripheral Interface,SPI)烧录器直接通过硬件连接SPI Flash外部引脚进行烧录,然后焊接到电路板上,后续将无法再次烧录。本文以RISC-V内核GD32VF103C8T6微控制器外挂GD32Q16 SPI FLASH为例,研究并设计一种烧录算法实现外部SPI FLASH的高速烧录。     

嵌入式移动机器人控制器设计

提出了一种基于数字信号处理器和嵌入式实时操作系统的移动机器人控制器设计方案。本方案通过在TMS320F2812型DSP上移植一个uC/OS-Ⅱ实时内核的方式,在增强系统的实时性和提高性价比的基础上提高了控制器的开放性,简化了应用程序的开发。     

一种基于任务的机器人全局并行算法研究及实现

本文提出了一种基于任务的机器人全局并行算法，结合主从结构的MIMD并行处理平台将机器人控制中的运动学、动力学、控制律等基本计算任务分别进行任务划分，将划分好的子任务统一用工作池方式实现全局的动态调度．采用流水线及集中式动态调度策略，在一个由5个DSP处理器组成的同构型松耦合MIMD并行处理平台上对平面机器人进行了并行实时仿真实验，取得了满意的并行性能指标．     

巡线机器人仓储管理系统设计与开发

为实现自动化仓储信息管理,设计开发了一种基于巡线机器人技术的仓储信息管理系统。机器人的核心控制器采用双DSP主从式结构,主DSP用于实现机器人的运动控制,从DSP实现对货物条形码信息和货位信息的采集与存储。该系统利用巡线机器人遍历所有仓储货位,完成仓储货物信息的自动采集、存储、传输,并通过上位机实现对信息的数据库管理。机器人与上位机之间采用无线方式实现通讯。     

数字信号处理器(DSP)结构设计及发展趋势

高速信息化的时代需要更高性能的数字信号处理器(DSP),以满足网络通信和3G移动通信等方面的要求。该文分析了早期DSP处理器的结构特点和当今最先进的体系结构,结合应用背景着重探讨了不同DSP体系结构和它们各自的优势和劣势,在研究了数字信号处理新应用领域的特点后,根据今后的半导体制造工艺和微处理器体系结构设计的发展,指出了DSP处理器在微结构设计方面的发展趋势。     

Current research in robotics and automation-robotics research atUSC

A number of projects are described, and the breadth of these activities is indicated. The projects concern: skill transfer from human to robot; telerobotics; knowledge-based control of robot grasping; hand-eye coordination; robot sensors; control of flexible robot arms; low-cost robots for pick-and-place operations; and simulation of material-handling components in manufacturing cells     

Aibo and Webots: Simulation,wireless remote control and controller transfer

This article introduces a new software tool that provides an accurate simulation of Sony Aibo robots and the capability to transfer controller programs from the simulation to the real robot. Five components are described: (1) a simulated physics-based model of the Sony Aibo ERS-210(A) and ERS-7 quadruped robots; (2) a graphical user interface for controlling the simulated and real robots; (3) a wireless communication protocol for controlling the robot from within Webots; (4) software components on the robot that enable remote control; and (5) a method for cross-compiling Webots robot controllers. The complete system has been calibrated and proof tested. It enables simultaneous control of both a simulated and a real Aibo robot and provides the user with a platform for convenient robot programming without any knowledge of the underlying robot firmware.     

Supervisory Fault Adaptive Control of a Mobile Robot and Its Application in Sensor-Fault Accommodation

A new architecture for fault adaptive control (FAC) of a mobile robot is presented. This architecture is based on the hybrid supervisory control theory. A systematic design procedure for the major components of this architecture is discussed in the context of sensor-fault accommodation by a mobile robot. The FAC architecture is implemented in a mobile robot for laboratory experimentation. Experimental results are provided to demonstrate the feasibility of the proposed FAC architecture     

基于对象的视频压缩技术在DSPs上的实现

主要探讨了如何在DSPs上高效地实现MPEG-4的视频压缩算法,问题的关键是怎样在DSPs程序中合理地设计能够描述视频对象的数据结构并有效利用DSPs甚长指令和流水线的特点以加速压缩过程的实现。此外,还利用了混合编成的方法以协调程序的高效性和复杂性。通过合理的设计程序代码和分配内存资源,完全可以在DSPs上实现复杂的MPEG-4压缩算法．独到之处是设计的程序充分利用了DSPs的各种特点来实现这种复杂的视频压缩算法。     

基于双DSP的数据采集控制系统设计

设计了基于TMS320F2812双DSP数据采集与控制系统,两者之间采用高速双口RAM进行通信的方式,大大增加了DSP数据采集能力与处理速度,提高复杂大系统的实时处理与控制能力。其中一个DSP作为主控制器,负责对电网电压、电流的采样、滤波、FFT运算以及实时控制,并将处理得到的结果存储在双口RAM;另一个DSP作为从控制器从双口RAM中得到数据,实现相应的实时控制,人机交互。该设计思路被成功运用到治理电网谐波的智能有源滤波器中,从而大大增加DSP的运算速度与处理能力,由所述系统实验与实用证明,达到了较高控制精度,满足了实时处理要求。