構(gòu)建基于線性CCD的直立行走嵌入式系統(tǒng)

曹華杰,呂傳龍,劉浩東

(1.西南交通大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,四川 成都　611756;2.西南交通大學(xué) 電氣工程學(xué)院,四川 成都　611756)

?

構(gòu)建基于線性CCD的直立行走嵌入式系統(tǒng)

曹華杰1,呂傳龍2,劉浩東2

(1.西南交通大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,四川 成都611756;2.西南交通大學(xué) 電氣工程學(xué)院,四川 成都611756)

摘要為設(shè)計一種能在狹小和復(fù)雜電磁環(huán)境下運動的雙輪直立系統(tǒng),以飛思卡爾公司xs128嵌入式單片機作為控制和處理核心,通過線性CCD進行路況識別,并將MMA7260加速度計和ENC03陀螺儀采集的角度信號通過卡爾曼算法進行濾波,從硬件設(shè)計到軟件以及算法調(diào)試。通過實驗測試表明,本系統(tǒng)運行穩(wěn)定、可靠,可適用于該種特定場景。

關(guān)鍵詞雙輪直立;線性CCD;陀螺儀;加速度計;卡爾曼算法

隨著機器人技術(shù)的發(fā)展和成熟,其應(yīng)用范圍不斷擴大。然而在一些較為復(fù)雜的環(huán)境中,如復(fù)雜電磁干擾環(huán)境中或狹小的環(huán)境中,傳統(tǒng)的多輪機器人受到?jīng)_擊而翻倒后無法繼續(xù)作業(yè)。因此,設(shè)計了一種能夠動態(tài)直立的雙輪行走系統(tǒng)[1]。本系統(tǒng)是一個輪式驅(qū)動的智能車系統(tǒng),其中涉及到傳感器技術(shù)、智能控制、驅(qū)動設(shè)計以及卡爾曼濾波算法等。這是一種適合復(fù)雜電磁環(huán)境下的雙輪直立系統(tǒng)。其對進一步研究智能機器人具有較高的價值和意義[2]。

1直立系統(tǒng)

直立自平衡系統(tǒng)電機是小車的驅(qū)動裝置,在未上電的時并不會旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。在小車偏離平衡位置,電機不進行控制時,小車是一個自然不穩(wěn)定系統(tǒng),會朝著向系統(tǒng)不穩(wěn)定的方向運動。……