基于OPS-9定位的运动控制系统

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　　基于OPS-9定位的运动控制系统

　　(1) 原理

　　论文所述机器人以OPS-9定位系统为核心，以光学传感器例如摄像头和红外传感器为辅的机器人感知系统，并且为机器人量身打造了上位机，在机械方面使用三轮万向轮来确保机器人移动的稳定性、灵活性和可操作性，另外机器人具有升降结构和抓取结构，以确保机器人能够顺利完成任务。

　　二、设计方案

　　(1)机械结构

　　在设计之初，考虑到机器人运行环境的实际情况，底盘方面选择稳定性较为优秀的三轮全向轮，并采用多层底板结构以增强机器人整体强度。升降结构方面采用步进电机加齿轮带的方式。抓取结构采用电磁阀控制气动执行器的方式。机器人的整体架构由玻纤板构成，机器人的支撑方式使用的是螺丝和不锈钢实心管，由此构成了机器人的机械结构。

　　(2)硬件设计

　　机器人使用的硬件大概分为控制芯片和其它模块。控制芯片包括STM32F407和STM32F103，其中STM32F407为主控芯片，用于处理各种模块传回的数据和运行控制算法，STM32F103用于采集和处理红外传感器的数据。其它模块包括电机驱动模块、摄像头模块、OPS-9定位模块、RS232、TTL、CAN通信模块、红外测距模块等。

　　(1) 程序设计

　　首先STM32F407、STM32F103、OPS-9定位模块、OPENMV摄像头模块、直流电驱动模块上电初始化，STM32F407主控芯片将其他芯片或者其他传感器回传的各类信息通过A/D、D/A或者其他方式转换为机器人所要用到的信息，例如机器人的相对位置、姿态角、实时速度等信息。

　　之后，STM32F407主控芯片将各类信息通过I/O口控制LED指示灯来告知使用者机器人此时的状态，例如机器人处于故障状态、断电状态、待发车状态等。待机器人处于待发车状态时，使用机器人上位机将需要机器人所需要完成的任务通过WIFI通讯模块将信息传送给STM32F407主控芯片，也可以使用事先在主控芯片的FLASH区存储的信息，这些信息包括机器人跑点个数、跑点策略、跑点顺序以及各种应急策略等。

　　最后，当机器人收到任务信息之后，将运动信息通过各种通讯方式或控制方式控制驱动用的直流电机、控制爪子开合的继电器、控制摄像头方向的舵机、上升或下降用的步进电机等控制设备。

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