基于ARM的嵌入式服務(wù)機器人控制器的研究
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人機交互模塊采用液晶(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，用于檢測屏幕觸摸輸入信息，有利于提高人機交互的友好性；而語音識別南凌陽公司的SPCE061A完成，該器件是一個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。具有較高運算速度的16x16位的乘法語音和內(nèi)積運算指令，CPU時鐘最高可達49 MHz。系統(tǒng)支持10個中斷向量及14個中斷源，具有較強的中斷處理能力，適合實時語音處理。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為語音識別模塊硬件結(jié)構(gòu)。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/152328.htm
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計
軟件設(shè)計的基本原則是：軟件結(jié)構(gòu)化、驅(qū)動標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)可定制。服務(wù)機器人的控制器關(guān)鍵要保證系統(tǒng)的實時性。采用μC／OS-II實時操作系統(tǒng)，其具有結(jié)構(gòu)簡單、容易移植、源代碼公開等優(yōu)點。使用μC／OS-II實時操作系統(tǒng)開發(fā)服務(wù)機器人控制軟件就是將整個控制軟件的功能劃分為若干任務(wù)，分別加以實現(xiàn)，并以任務(wù)問通信方式實現(xiàn)各個任務(wù)間的邏輯關(guān)系。整個軟件控制體系結(jié)構(gòu)如圖5所示。
5 實驗研究
在搭建機器人軟硬件平臺及編寫與硬件相關(guān)的底層函數(shù)后，在該實時內(nèi)核上編寫接口驅(qū)動程序及機器人應(yīng)用程序。通過軟硬件整體測試后，將該機器人控制器安裝在智能輪椅上進行實驗。在實驗過程中。智能輪椅移動穩(wěn)定，轉(zhuǎn)向靈活，變速平穩(wěn)；能及時識別并躲避障礙物；機器人視頻傳輸畫面流暢；語音人機交互功能，由麥克風(fēng)將聲音傳給語音處理器，通過硬件處理識別語音信號，然后再經(jīng)南喇叭播放機器人的對答聲音。實現(xiàn)人機對話。同時該服務(wù)機器人控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，電路體積小，有利于安裝與維護。
6 結(jié)束語
服務(wù)機器人控制系統(tǒng)是機器人的神經(jīng)中樞，決定著機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)機器人控制系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于服務(wù)型機器人。這必將開發(fā)出低成本、低功耗、體積小巧、實時性強、可靠性高、接口豐富、維護方便、智能化程度高的機器人，也將促進機器人運用的普及和推廣，從而推進我國機器人行業(yè)向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。
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