嵌入式机器人
基于嵌入式系统的室内移动机器人定位与导航
基于嵌入式系统的室内移动机器人定位与导航一、概述随着科技的快速发展，室内移动机器人已成为智能家居、物流运输、医疗护理等领域的重要组成部分。
要实现机器人的高效、准确运作，其定位与导航技术至关重要。
基于嵌入式系统的室内移动机器人定位与导航技术，通过集成传感器、控制算法和路径规划算法，使机器人能够在复杂的室内环境中实现自主定位与导航。
嵌入式系统作为机器人的核心部分，具备体积小、功耗低、实时性强等特点，能够满足机器人对于硬件资源的需求。
通过集成多种传感器，如激光雷达、超声波传感器、摄像头等，机器人可以获取环境中的距离、障碍物、图像等信息，为定位与导航提供丰富的数据支持。
在定位方面，基于嵌入式系统的室内移动机器人可以采用多种技术，如SLAM（同时定位与地图构建）、惯性导航、WiFi指纹定位等。
这些技术各有优缺点，可以根据具体应用场景进行选择和优化。
通过实时获取机器人的位置信息，可以实现对机器人的精确控制。
在导航方面，嵌入式系统可以根据定位信息以及预设的目标位置，结合路径规划算法，为机器人规划出最优的行驶路径。
同时，机器人还需要具备避障功能，能够在遇到障碍物时及时调整行驶方向，确保安全到达目的地。
基于嵌入式系统的室内移动机器人定位与导航技术是实现机器人自主化、智能化的关键。
通过不断优化算法和硬件设计，可以提高机器人的定位精度和导航效率，为各领域的应用提供更加便捷、高效的解决方案。
1. 嵌入式系统概述及其在机器人技术中的应用嵌入式系统，作为一种专用的计算机系统，被设计用于执行特定的控制、监视或辅助功能。
它通常嵌入在设备或系统内部，是设备智能化、自动化的核心所在。
嵌入式系统结合了硬件和软件，具有体积小、功耗低、实时性强、可靠性高等特点，因此广泛应用于各种领域，如智能家居、医疗设备、航空航天以及机器人技术等。
在机器人技术中，嵌入式系统发挥着举足轻重的作用。
嵌入式系统为机器人提供了强大的计算和控制能力。
通过嵌入式处理器和相应的算法，机器人能够实时地处理传感器数据、执行复杂的运动控制任务，并实现自主导航和定位。
嵌入式智能非视距机器人控制系统
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嵌入式机器人
嵌入式机器人以嵌入式计算机为核心的嵌入式系统(Embedded System)是继IT网络技术之后，又一个新的技术发展方向机器人技术的发展从来就是与嵌入式系统的发展紧密联系在一起的，机器人技术的研究就是嵌入式技术的应用，而嵌入式技术的发展必定促进机器人智能化水平。
机器人技术的发展从来就是与嵌入式系统的发展紧密联系在一起的，机器人技术的研究就是嵌入式技术的应用，而嵌入式技术的发展必定促进机器人智能化水平。
现有的大多数机器人，都采用单片机作为控制单元，以8位和16位最为常见，其处理速度较低，没有操作系统，无法实现丰富的多任务功能，系统的潜力没有得到充分的发掘和应用。
基于ARM9的机器人视觉系统的目标是在选定好的S3C2410平台上移植并配置Linux操作系统，针对平台和应用的特点，制作合适的文件系统，为机器人视觉系统构建稳定的软硬件开发环境。
其次编写应用程序，通过S3C2410平台，从USB摄像头实时采集图像，并利用这款嵌入式处理器的强大运算能力，对图像进行后期的处理，完成目标识别与定位，作为机器人动作单元的输入。
最后针对机器人关节所使用的电机，编写特定的设备驱动程序，保证操作系统可准确地控制机器人动作，响应视觉处理的结果，开发一套完整的"机器人视觉系统"。
(1) 视觉系统采用USB摄像头作为视觉采集器件。
其优点是接口通用，驱动丰富，传输速率快。
同时，Linux操作系统对于USB设备的支持较好，方便了应用程序的编写和调试。
网眼(WebEye)v2000摄像头，采用了ov511芯片(Linux源代码中有相应的驱动程序)，适合用于开发。
这里采用高端的32位嵌入式微处理器：基于ARM体系结构的S3C2410芯片(由三星公司生产)，其主频为200MHz。
它提供了丰富的内部设备：分开的16kB指令Cache 和16kB数据CacheMMU虚拟存储器管理、LCD控制器、支持NAND Flash系统引导、系统管理器、3通道UART、4通道DMA、4通道PWM定时器、I/O端口、RTC、8通道10位ADC和触摸屏接口、IIC-BUS接口、USB主机、USB设备、SD主卡和MMC 卡接口、2通道的SPI以及内部PLL时钟倍频器。
基于嵌入式的足球机器人系统设计
图１ 硬件结构图（1）嵌入式采集系统，以ARM11处理器为核心，使用作者简介：吴星潮（1994-），男，广东中山人，本科。
研究方向：机器视觉。
图２ 下位机驱动系统３ 上位机软件设计本系统在个人PC上开发，使用开源视觉OpenCV库的算法处理图像数据，系统初始化后，电脑屏幕出现四个界面，分别为摄像头数据、二值化后的图像数据、图像参数设置界面、命令发送显示终端。
启动Socket通信协议接收嵌入式采集系统的图像数据，判断是否接收到数据，如果否，则继续接收，当接收到数据后，将接收到的数据进行转换，转换成OpenCV使用的MAT数据格式，使用高斯模糊调整图像边框的分辨率，尽量还原人眼看到的图像数据，在软件中设置敏感区，捕捉到敏感区图像信息后，将捕捉到的对象画圈显示出来，分析出捕捉区域的坐标系统，然后分析出行走的距离，通过不断采集图像数据，实时控制机器人的行走及踢球。
系统框图如图3所示。
４ 结 语本文以智能工业4.0为开发方向，结合当今热门的嵌入式控制系统机器视觉，采用嵌入式处理器采集图像数据，利用无线Wifi网络传输图像数据到PC，经过上位机分析后给出相应的指令到下位机中，执行相应的动作。
实现了机器视觉驱动机器人自动化操作，具有很大的市场价值和应用意义，下一步会将该系统与真实测试设备对接，实现工业智能化生产。
参考文献[1]龚爱平.基于嵌入式机器视觉的信息采集与处理技术研究[D].杭州:浙江大学,2013.[2]吴晓阳.基于OpenCV的运动目标检测与跟踪[D].杭州:浙江大学,2008.[3]滕俊,王弟林,文汉云.基于OpenCV下的Visual C++数字图像处理方法[J].现代计算机:专业版,2012(11):70-72.[4]林文建,钟杭,黎福海,等.两轮自平衡机器人控制系统设计与实现[J].电子测量与仪器学报,2013(8):750-759.[5]BUI HUU TOAN.智能服务机器人控制系统研究与实现[D].南京:南京理工大学,2015.[6]潘琢金,李冰,罗振,等.基于STM32的UART-Wifi 模块的设计与实现[J].制造业自动化,2015(7):127-130.[7]晏英俊,张自强.基于STM32的步进电机转速控制实验设计[J].实验室科学,2010(6):59-61.图３ 系统框图。
机器人嵌入式控制系统设计
机器人嵌入式控制系统设计随着科技的不断发展，机器人技术逐渐普及，如今已经成为了现代制造业和自动化生产的重要组成部分。
而机器人的嵌入式控制系统则是机器人能够正常工作的关键，因此在机器人的设计和制造中显得尤为重要。
一、机器人嵌入式控制系统概述嵌入式控制系统是一种以微处理器或微控制器为核心，以系统芯片、外设接口、存储器、输入/输出系统等为基础，集成多种数字和模拟电子元器件的系统。
在机器人中嵌入式控制系统即是机器人自主控制的中枢，其作用是通过编程控制机器人完成各种操作。
机器人嵌入式控制系统的主要功能是接收传感器信息、控制机器人动作、识别环境、执行任务等。
同时，它还需要具备实时性、精确定时、高可靠性和低功耗等特点，以保证机器人系统的可靠性和稳定性。
二、机器人嵌入式控制系统的设计流程在机器人嵌入式控制系统的设计过程中，需要经过下面几个步骤：1.需求分析：首先需要明确机器人系统的功能及其应用环境，以便于确定嵌入式控制系统的设计要求和技术路线。
2.硬件设计：在需求分析的基础上，根据机器人的实际需求设计硬件电路，包括嵌入式中央处理器、外设、传感器等。
3.软件设计：设计嵌入式控制系统的软件，包括实时操作系统、通信协议、编程语言等，以实现机器人的自主控制。
4.系统测试：进行系统集成测试，包括程序测试、系统测试、可靠性测试、稳定性测试等，以确保机器人嵌入式控制系统的正常工作。
三、机器人嵌入式控制系统的关键技术1.嵌入式系统设计技术：包括嵌入式系统的硬件设计、嵌入式实时操作系统、通信协议、编程语言等技术。
2.机器人运动控制技术：包括机器人动力学建模、运动规划、轨迹跟踪等技术。
3.传感器技术：包括位置传感器、力传感器、视觉传感器、声学传感器等技术。
4.机器人视觉识别技术：包括机器人视觉系统设计、图像处理算法、目标识别、目标跟踪等技术。
四、机器人嵌入式控制系统的应用领域机器人嵌入式控制系统广泛应用于制造业、医疗、航空航天、军事等领域。
嵌入式系统中的机器人控制技术研究
嵌入式系统中的机器人控制技术研究一、研究背景随着科学技术的不断发展和进步，人工智能技术得到了前所未有的迅速发展，其中机器人技术的发展更是激发了人们对于未来的向往。
嵌入式系统作为机器人技术的核心部分，扮演着非常重要的角色。
在机器人控制技术方面，嵌入式系统的进步是推进机器人技术不断发展的重要动力。
二、嵌入式系统中机器人控制技术的发展现状嵌入式系统是指嵌入在各种智能设备中的微型计算机系统。
在机器人系统中，嵌入式系统不仅是完成信息的处理和控制的设备，同时也是实现智能化与人机交互的媒介。
随着硬件和软件技术的不断进步，嵌入式系统的能力也在不断提升，从单一控制单元，逐渐发展为嵌入式操作系统、分布式控制系统、多线程控制系统等多方面的应用。
机器人控制技术从最初的简单的逻辑控制系统、以及现在的模块化控制系统，再到未来的深度学习、人工智能控制系统，不断演进发展。
现在，嵌入式系统在机器人控制技术中起着至关重要的作用。
在机器人控制技术发展中，嵌入式系统也逐渐成为了关键技术之一。
三、嵌入式系统中的机器人控制技术发展趋势（一）应用范围的扩大随着技术的不断发展和嵌入式系统的应用日益普及，机器人控制技术也进入了一个全新的发展阶段。
从最初的单一应用，逐渐拓展到智能制造、智能交通、医疗、物流、教育等众多领域。
未来，嵌入式系统在机器人控制技术中的应用会不断拓展，越来越多的领域会依靠嵌入式系统技术来推进重要的变革。
（二）控制精度和效率的提升在机器人控制技术发展中，控制精度和效率一直是嵌入式系统要解决的问题之一。
在企业的生产制造过程中，如何提高物料的流量和运行效率，有效提高生产效益也是嵌入式系统所需要解决的问题。
未来的机器人控制技术会注重提升控制精度和效率，这也会促进嵌入式系统技术不断地进化。
（三）智能化和自主化的融合随着人工智能的不断发展，机器人控制技术中也开始注重人工智能技术的整合。
在嵌入式系统中，智能控制算法的不断优化，以及智能学习技术的应用，将成为机器人控制技术不断发展的重要内容。
基于嵌入式系统的智能交互机器人设计与实现
基于嵌入式系统的智能交互机器人设计与实现简介随着人工智能技术的快速发展，嵌入式系统的智能交互机器人逐渐走入人们的生活。
智能交互机器人可以与人们进行语音交流、执行简单任务等，为我们的生活带来了很大的便利。
本文将讨论基于嵌入式系统的智能交互机器人的设计与实现，包括硬件选型、软件开发和交互设计等方面。
一、硬件选型嵌入式系统的智能交互机器人需要选择适合的硬件平台来实现。
在硬件选型方面，我们可以考虑以下因素：1. 中央处理器(CPU)：选择性能强大、功耗低的CPU，以确保机器人的运行速度和电池寿命。
2. 存储器：机器人需要大容量的存储器来存储语音、图像等数据，可以选择内置存储和可扩展存储。
3. 摄像头：选择高分辨率、广角的摄像头，以获得清晰的图像和良好的视野。
4. 麦克风：选择高质量的麦克风，以准确地接收用户输入的语音指令。
5. 电池：选择高容量、长寿命的电池，以保证机器人的工作时间。
二、软件开发1. 操作系统选择：可以选择Linux、Android等适合嵌入式系统的操作系统作为机器人的基础。
2. 语音识别技术：使用语音识别技术将用户的语音指令转化为机器能够理解的指令。
可以选择成熟的语音识别引擎，如百度语音识别、讯飞语音识别等。
3. 自然语言处理技术：结合自然语言处理技术，使机器能够理解并回应用户的自然语言输入。
可以使用自然语言处理库，如NLTK、spaCy等。
4. 机器学习算法：机器人可以通过机器学习算法进行自主学习和优化，提高其智能交互的精度和准确性。
可以使用机器学习框架，如TensorFlow、PyTorch等。
5. 用户界面设计：设计友好的用户界面，使用户能够方便地与机器人进行交互。
可以使用图形界面开发工具，如Qt、Electron等。
三、交互设计1. 用户体验设计：考虑用户的需求和使用场景，设计机器人的交互流程和界面。
通过用户研究和用户反馈，不断改进交互设计，提供更好的用户体验。
2. 多模态交互：除了语音交互，可以考虑使用图像、触摸屏等多种方式进行交互，提供更丰富的交互体验。
用于移动机器人的嵌入式系统设计与实现
用于移动机器人的嵌入式系统设计与实现移动机器人是现代自动化生产和服务领域中的重要组成部分，通过运用先进的嵌入式系统技术，可以为机器人的智能控制、信息处理和通讯传输提供强有力的支持，实现机器人的高效、精准和安全工作。
本文将针对移动机器人的嵌入式系统设计与实现进行探讨，主要从以下几个方面分析：一、移动机器人的嵌入式系统嵌入式系统是集成了计算、控制和通讯等多种功能的计算机系统，其特点是体积小、功耗低、性能高、稳定可靠，适合用于控制和监测等实时性强的场合。
移动机器人的嵌入式系统需要具备下列特点：1、高性能：支持多任务并行处理、高速计算和实时控制等功能，满足移动机器人的工作需求；2、低功耗：采用节能的硬件设计和优化的软件算法，确保嵌入式系统的长时间可靠运行；3、可靠稳定：采用防水、防震、防尘等物理保护措施，使用经过测试的软件和硬件组件，提高嵌入式系统的可靠性和稳定性；4、丰富接口：支持常见的通讯接口，如USB、RS232、以太网等，方便与其他设备进行数据交换和远程控制。
因此，移动机器人的嵌入式系统需要具备较高的计算速度、存储容量、通讯带宽和数据处理能力，同时考虑尺寸、重量和功耗等实际条件。
二、嵌入式系统硬件设计嵌入式系统的硬件设计是实现其高性能、低功耗和稳定可靠的关键步骤之一。
移动机器人的硬件设计需要考虑以下几点：1、选择适合的处理器：根据应用需求选择适合的嵌入式处理器，如ARM、Cortex-M等，并可以添加加速器、FPGA等外设扩展处理器的性能；2、核心电路设计：对处理器的供电电路、时钟电路和复位电路进行规划和布局，保证电源和信号的稳定和可靠；3、外设设计：根据需求添加各种外设，如USB、RS232、以太网、WIFI、蓝牙等，或者传感器、电机控制器、电源管理电路等；4、尺寸和布局：根据实际应用场景选择适当的尺寸和布局，考虑嵌入式系统的机械结构安装和接口导线布置等问题。
通过以上设计，可以实现移动机器人的嵌入式系统硬件上的优化。
基于嵌入式技术的太阳能自动清洁机器人设计
收稿日期：2020-05-09作者简介：冯建（1983-），男，广东人，实验师，硕士，主要研究方向：自动控制。
基于嵌入式技术的太阳能自动清洁机器人设计冯建，王贵恩，叶翠安（广东交通职业技术学院广州510800）摘要：针对目前街道清洁模式，设计一款具有太阳能方位角跟踪技术的自动清洁机器人，机器人采用红外感应技术、光电检测技术、嵌入式系统多任务等技术实现自动清洁功能。
经过实验表明，机器人太阳能方位角跟踪角度误差在10度以内，可以吸起面积在4cm2纸屑、叶片，清洁速度为0.2m/S 。
关键词：方位角跟踪自动清洁多任务中图分类号：TP211.14文献标识码：ADesign of Solar Energy Automatic Cleaning Robot Based on Embedded TechnologyFENG Jian,WANG Gui-en,YE Cui-an(Gungdong Communication Polytechnic,Guangzhou 510800,China)Abstract ：Aiming at the current street cleaning mode,an automatic cleaning robot with solar azimuth tracking technology is designed.The robot uses infrared induction,photoelectric induction detection,embedded system multi task technology to realize the automatic cleaning function.The experimental results show that the solar azimuth tracking angle error of the robot is within 15degrees,it can suck up waste paper and blades with an area of 4cm2,and the cleaning speed is 0.2m/s.Key words:azimuth tracking;automatic cleaning;multitask目前公共场所洁洁工作都由环卫工人承担，工作单调，工作环境差。
基于ARM嵌入式系统的拟人机器人控制器的设计
基于ARM嵌入式系统的拟人机器人控制器的设计基于ARM嵌入式系统的拟人机器人控制器的设计近年来，随着科技的发展，机器人技术的应用越来越广泛。
而拟人机器人作为人工智能领域的重要研究方向之一，丰富的机器人表情和人类行为模仿能力使其在社会各个领域得到广泛关注和应用。
然而，拟人机器人的控制技术是其实现人类行为模拟的关键。
本文以基于ARM嵌入式系统的拟人机器人控制器的设计为研究对象，探讨其设计方法与实现。
1. 引言拟人机器人的控制器需要实现多个功能模块的协同工作，包括人脸识别、语音交互、动作控制等。
而ARM嵌入式系统作为一种低功耗、高性能的处理器架构，可以满足拟人机器人实时反馈和智能决策的需求。
因此，基于ARM嵌入式系统的控制器设计具有重要意义。
2. 系统框架设计拟人机器人的控制器主要分为硬件和软件两个方面。
硬件部分包括传感器、执行器和嵌入式开发板等；软件部分则包括操作系统、驱动程序和算法模块。
2.1 硬件设计传感器模块是拟人机器人控制器的重要组成部分，常用的包括人脸识别摄像头、语音识别麦克风和环境感知传感器等。
这些传感器通过与嵌入式开发板的连接，实现对外界信息的采集。
执行器模块则用于控制机器人的动作，包括舵机、电机和喇叭等。
嵌入式开发板作为核心控制器，负责传感器数据和执行器指令的处理和交互。
2.2 软件设计基于ARM嵌入式系统的控制器软件设计需要满足实时性、可移植性和可扩展性的要求。
首先，选择合适的操作系统，例如Linux嵌入式系统，具备较好的实时性和稳定性。
其次，编写驱动程序，实现嵌入式开发板与传感器、执行器的数据交互。
最后，针对不同功能模块设计相应的算法，实现人脸识别、语音交互和动作控制等功能。
3. 功能模块设计3.1 人脸识别模块人脸识别技术是拟人机器人实现人际交互的重要手段。
该模块通过摄像头采集人脸信息，并通过图像处理算法实现人脸检测、特征提取和比对等功能。
在ARM嵌入式系统中，可以利用OpenCV等开源库实现人脸识别算法。
基于嵌入式系统的智能机器人设计与实现
基于嵌入式系统的智能机器人设计与实现随着科技的不断发展，智能机器人的应用越来越广泛。
与此同时，嵌入式系统也逐渐成为机器人领域中的重要组成部分。
基于嵌入式系统的智能机器人，具有高性能、高精度、高可靠性等特点，已经应用于工业、医疗、教育等多个领域。
本文将介绍一种基于嵌入式系统的智能机器人的设计与实现方案。
我们选择了最常见的轮式机器人作为机器人的底盘，并使用了视觉和语音识别技术，实现了机器人的自主导航、目标搜索和语音控制等功能。
硬件设计硬件设计是机器人设计过程中的重要环节。
我们对机器人进行了部件的选择和嵌入式系统的设计。
1. 机器人底盘的选择机器人的底盘部分是机器人移动的关键，我们选择了常见的两驱轮式底盘。
这种底盘结构简单，易于控制，可以满足智能机器人的基本功能需求。
2. 单片机的选择我们选择了飞思卡尔公司的MK60DN512ZVMD10单片机作为控制器。
该单片机性能强大，同时兼顾了低功耗和高效能的特点，能够满足复杂的实时任务需求。
该单片机的主频为120MHz，内置2MB闪存和256KB的SRAM，可以满足机器人复杂控制算法的需求。
3. 视觉系统视觉系统是实现机器人自主导航和目标搜索的关键。
我们采用了USB摄像头，可以通过单片机的USB接口进行数据传输。
同时，我们还使用了OpenCV图像处理库，对图像进行处理和分析，可以对机器人周围的环境进行实时监测和识别。
4. 语音识别系统我们使用了基于云服务的语音识别系统。
机器人通过WiFi或3G网络连接到云服务平台，将语音数据上传到平台进行处理和识别，返回控制指令后机器人执行相应操作。
软件设计软件设计包括嵌入式系统的驱动程序设计和控制程序设计。
1. 嵌入式系统驱动程序设计我们首先对机器人各个部件进行了驱动程序的编写。
包括底盘驱动、电机控制、USB驱动、WiFi模块驱动等。
驱动程序的编写，对于整个机器人的控制和数据处理有着重要的作用。
2. 机器人控制程序设计机器人控制程序是实现机器人自主导航、目标搜索和语音控制等功能的核心。
嵌入式人工智能定义及应用场景
嵌入式人工智能定义及应用场景
嵌入式人工智能是指将人工智能技术应用到嵌入式系统中，使系统能够自主地完成某些任务。
嵌入式系统是指被嵌入到其他设备或系统中的计算机系统，例如智能手机、汽车、工业控制系统等。
嵌入式人工智能的应用场合很多，例如:
- 机器视觉：嵌入式人工智能可以用于机器视觉应用，例如人脸识别、图像识别等。
- 指纹识别：指纹识别也是嵌入式人工智能的应用领域之一。
- 人脸识别：人脸识别是嵌入式人工智能应用的热门领域之一。
- 视网膜识别：视网膜识别也是嵌入式人工智能的应用领域之一。
- 虹膜识别：虹膜识别是嵌入式人工智能应用的另一个热门领域。
- 掌纹识别：掌纹识别也是嵌入式人工智能的应用领域之一。
- 专家系统：嵌入式人工智能可以用于专家系统，例如医疗诊断系统、军事指挥系统等等。
- 自动规划：嵌入式人工智能可以用于自动规划，例如机器人导航、无人机控制等等。
- 智能搜索：嵌入式人工智能可以用于智能搜索，例如在物联网环境中搜索特定信息。
- 定理证明：嵌入式人工智能可以用于定理证明，例如在嵌入式计算机系统中实现数学计算。
- 博弈：嵌入式人工智能可以用于博弈应用，例如电子游戏、棋类游戏等等。
总之，嵌入式人工智能的应用场景非常广泛，涉及到许多领域，例如机器视觉、指纹识别、人脸识别、视网膜识别、虹膜识别、掌纹识别、专家系统、自动规划、智能搜索、定理证明、博弈等等。
嵌入式机器人控制系统设计与开发
嵌入式机器人控制系统设计与开发嵌入式机器人控制系统是一项涉及硬件和软件协同开发的复杂任务。
它涵盖了硬件设计、嵌入式软件开发、通信协议设计等多个方面。
在本文中，我们将详细介绍嵌入式机器人控制系统的设计与开发过程，并探讨其中的一些关键技术和应用。
首先，让我们来了解一下什么是嵌入式机器人控制系统。
嵌入式机器人控制系统是指一种嵌入在机器人内部的控制系统，用于实现机器人的运动控制、感知和决策。
这些系统通常由处理器、传感器、执行机构和通信模块组成。
在设计和开发嵌入式机器人控制系统时，首先要考虑的是硬件部分。
硬件设计包括选择适当的处理器、传感器和执行机构，并设计合适的电路板。
处理器的选择应根据机器人的功能和性能要求进行，例如，如果机器人需要进行复杂的图像处理和决策，就需要选择一款强大的处理器。
传感器的选择也应根据机器人的任务进行，例如，如果机器人需要进行定位和避障，就需要选择适当的定位系统和距离传感器。
执行机构通常包括电机和伺服机构，用于控制机器人的运动和操作。
接下来需要进行的是嵌入式软件的开发。
嵌入式软件是指运行在机器人控制系统中的软件程序，用于控制机器人的运动和行为。
嵌入式软件开发需要用到嵌入式操作系统和编程语言。
嵌入式操作系统负责管理硬件资源、提供任务调度和通信支持。
常用的嵌入式操作系统有Linux、RTOS（实时操作系统）等。
编程语言的选择应根据项目需求进行，例如，如果需要进行复杂的算法开发，可以选择C ++或Python等高级语言。
嵌入式软件开发需要注意实时性和稳定性，确保机器人能够准确响应外部环境和执行任务。
在嵌入式软件开发过程中，通信协议的设计也是一个重要环节。
通信协议用于机器人与外部设备之间的数据传输和通信。
常用的通信协议有UART、SPI、I2C等，通过这些协议可以实现传感器数据的读取和执行机构的控制。
通信协议的设计应考虑到数据的稳定传输和实时性，确保机器人能够准确地获取外部信息并执行相应的动作。
基于嵌入式系统的自动化机器人控制
基于嵌入式系统的自动化机器人控制近年来，随着科技的飞速发展，嵌入式系统在自动化机器人控制中发挥着越来越重要的作用。
嵌入式系统是一种集成了电子硬件与软件的计算机系统，能够实时、稳定地与外部设备进行通信和控制。
在机器人控制中，嵌入式系统可以提供快速响应、高效运算和稳定控制的特性，大大提升了机器人的自动化程度和智能化水平。
首先，嵌入式系统为机器人提供了快速响应的能力。
在工业生产和日常生活中，机器人需要根据环境的变化和人类的指令来做出相应的动作。
传统的控制方法往往需要通过人工判断和指导，效率较低且易出错。
而嵌入式系统通过与机器人传感器的连接，能够实时获取环境信息，并以超高速的运算能力对数据进行分析和处理，使机器人能够在瞬间做出反应。
例如，在工厂流水线上，机器人需要根据传感器检测到的物体位置和距离来进行自动装配。
嵌入式系统能够快速计算出机器人下一步的动作，并精准地控制机械臂的运动轨迹，保证装配的准确性和效率。
其次，嵌入式系统可以实现高效运算，为机器人提供智能化的决策能力。
嵌入式系统内置了强大的处理器和操作系统，能够完成复杂的算法和任务。
在机器人控制中，嵌入式系统可以根据预设的逻辑和算法，进行数据处理、图像识别和路径规划等复杂的运算。
例如，在无人驾驶领域，嵌入式系统能够通过处理摄像头和雷达传感器获取的数据，识别出道路标线、车辆和行人等障碍物，并根据交通规则和导航系统做出相应的决策。
这种高效运算能力使机器人能够快速、准确地应对各种复杂的环境变化，提高了自动化和智能化程度。
此外，嵌入式系统在机器人控制中的稳定性也不可忽视。
嵌入式系统通常具有专门的硬件设计和实时操作系统，能够提供高度稳定和可靠的运行环境。
在机器人控制中，稳定性是非常重要的因素，因为任何不稳定的运算和控制都可能导致机器人发生意外或失控。
嵌入式系统通过硬件和软件的双重设计，确保了机器人控制的稳定性和可靠性。
例如，在医疗机器人中，嵌入式系统能够实时监测患者的生理参数并进行相应的治疗操作，确保了手术的安全和成功。
嵌入式移动机器人红外路标定位模块研究
中 圈 分 类 号ｉ Ｔ Ｐ ３ ９ １
嵌 入 式移 动 机 器人 红 外路 标 定位 模 块研 究
刘晓龙 ，杨广京 ，罗杨宇 ，李成荣 ，何存富
（ １ ． 北京工业大学机械工程与应 用电子技术 学院 ，北京 １ ０ ０ １ ２ ４ ；２ ．中国科学 院 自动化研究所 ，北京 １ ０ ０ １ ９ ０ ）
［ Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ］ｍｏ ｂ ｉ ｌ ｅ ｒ ｏ ｂ ｏ ｔ ； ｓ ｅ １ ｆ ． １ ｏ ｃ ａ ｌ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ： ｐ ａ ｓ ｓ ｉ ｖ ｅ ｉ ｎ ｆ ｒ ｒｅ ａ ｄ ｌ ａ ｎ ｄ ｍａ ｒ ｋ ； ｉ ｎ ｉ ｔ ｉ ａ ｌ ｃ ａ ｌ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ； ｅ ｍｂ ｅ ｄ ｄ ｅ ｄ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｒ Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ — ３ ４ ２ ８ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ ． ０ ４ ０
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基于ARM嵌入式系统的拟人机器人控制器的设计
基于ARM嵌入式系统的拟人机器人控制器的设计拟人机器人是一类具有人类外貌和行为特征的机器人，它们能够与人类进行交互和沟通，具备一定程度的情感和智能。
一个高效可靠的控制系统对于拟人机器人的性能和功能至关重要。
本文将基于ARM嵌入式系统，设计一个拟人机器人控制器，包括硬件设计和软件实现。
一、硬件设计1. 处理器选择拟人机器人的控制系统需要具备强大的处理能力和低功耗的特点，因此选择了基于ARM架构的处理器。
ARM处理器具有高性能、低能耗、多核心并行计算等特点，非常适合嵌入式系统应用。
2. 传感器和执行器拟人机器人需要使用多种传感器采集环境信息，并通过执行器执行各种动作。
传感器包括视觉传感器、声音传感器、触摸传感器等，执行器包括舵机、电机等。
在硬件设计中，需要合理选择和布置传感器和执行器，确保其能够满足机器人各项功能需求。
3. 通信模块拟人机器人需要通过网络进行远程控制和与其他设备进行通信。
因此，在硬件设计中需要考虑添加适当的通信模块，如Wi-Fi模块、蓝牙模块或者以太网模块，以实现机器人的远程控制和与其他设备的数据交换。
二、软件实现1. 实时操作系统（RTOS）拟人机器人的控制系统需要实时响应和处理多种任务，因此需要选择一款适合嵌入式系统的实时操作系统。
RTOS具有任务调度和响应速度快的特点，能够满足实时控制的要求。
2. 控制算法拟人机器人的控制算法是实现其智能行为的核心。
控制算法是一套复杂的规则和逻辑，包括感知、决策和执行等过程。
在软件实现中，需要针对机器人的具体功能和任务，设计和实现相应的控制算法。
3. 用户界面拟人机器人需要与用户进行交互，因此需要设计用户界面。
用户界面可以通过显示屏、触摸屏等方式实现，提供机器人的状态显示、操作控制等功能，使用户可以直观地与机器人进行沟通和控制。
4. 远程控制为了方便用户对拟人机器人进行远程控制，需要设计远程控制的相关功能。
远程控制可以通过手机应用、电脑软件等方式实现，使用户可以随时随地地控制机器人的动作和行为。
双臂机器人嵌入式控制系统硬件设计与实现
双臂机器人嵌入式控制系统硬件设计与实现随着人工智能和机器人技术的不断发展，双臂机器人在工业自动化和服务领域中扮演着日益重要的角色。
为了实现双臂机器人的精准控制和高效工作，嵌入式控制系统的硬件设计与实现变得尤为关键。
双臂机器人嵌入式控制系统主要由硬件和软件两个方面组成。
硬件设计是其中重要的一环，它能够直接影响到系统的性能和稳定性。
在双臂机器人嵌入式控制系统的硬件设计中，需要考虑以下几个方面：首先，双臂机器人的硬件设计需要选择合适的处理器和控制模块。
处理器是整个系统的核心，其性能和稳定性直接决定了机器人的运行效果。
同时，控制模块需要具备足够的输入输出接口，以满足双臂机器人的控制需求。
其次，硬件设计需要考虑电源供应和电路布局。
双臂机器人通常需要同时驱动多个电机和传感器，因此需要稳定可靠的电源供应。
此外，电路布局应当优化，以减少干扰和噪声对系统的影响，提高系统的抗干扰能力。
另外，硬件设计还需要考虑通信模块和传感器的选择和布置。
通信模块用于与其他设备进行数据交互，传感器则用于获取环境信息和机器人状态。
在硬件设计中，需要选择适合的通信模块和传感器，并合理布置，以提高机器人的感知和交互能力。
在双臂机器人嵌入式控制系统的实现过程中，需要进行硬件的搭建和连接，并进行相应的测试和调试。
在测试与调试中，需要验证硬件设计的正确性和稳定性，确保控制系统能够正常工作。
总之，双臂机器人嵌入式控制系统的硬件设计与实现是实现机器人高效工作的基础。
通过选择合适的处理器和控制模块、优化电源供应和电路布局、选择适合的通信模块和传感器，并进行相应的测试和调试，可以实现双臂机器人的精准控制和高效工作。
这将为工业自动化和服务领域带来更多的可能性和机遇。
基于嵌入式系统的移动机器人无线远程控制系统设计
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综合试验成本 、实验条件等 因素 的考虑 ，文中的 无线通信 方 式选 取 的是 无线 局域 网，但 在传输 过 程 中 ，控制命令 与传感器数据 的数据量 比较小 ，且其对 传输 的可靠性要求较高 ，而视频数据数据量大 ，对实 时性要求较高 ，但 是对可靠性要 求较低 ，故而通过综 合考虑 ，选取 了 Ｔ Ｐ传输 协议 传输 控制 命令 与传 感 Ｃ 器数据 ，而选 取 Ｒ Ｐ协议 传输 视频 数据 。通常 情况 Ｔ 下 ，当局域 网的带 宽利 用率 的平 均值 在 ４ ％ ～ ５ ５ ７％ 内时 ，网络性能最好 。但 由于在传输 过程中数据量大 与带宽有 限的矛盾 ，数 据丢失 与延迟 现象 比较严重 ， 有时甚至造成 了整个控制 系统 的崩溃 。为此 ，作者 提 出采 用改 进 的 Ｅｍａ ｌ ｎ神经 网络去 预测 网络带 宽利 用 率 ，并通过预测结果对视频数据的发送速率作进一 步 调整 ，使整个通信 网络的带宽利用率控制在一定 的范 围以内。这样 ，就能在一定程度上提高远程控制系统 的控制性能 。 ２ ２ Ｅｍ ｎ神 经 网络 介 绍 ． ｌａ Ｅｍ ｎ ｌａ 神经 网络是一种非常典 型的动态神 经元 网
基于嵌入式系统的水下机器人航向控制
基于嵌入 式系统 的水下机器人航 向控制
朱 玉华 。 袁瑞 琴
（ 中 国石 油 大 学胜 利 学 院机 械 与 电气 工程 系， 山 东 东营 ２ ５ ７ ０ ９ ７ ）
摘 要 ： 为 了提 高 水 下 机 器 人 工 作 的 实 时 性 和 效 率 ， 以水 下机 器人 的航 向控 制 为 对 象 ， 设计基于 Ａ Ｒ Ｍ ９和 Ｌ ｉ ｎ ｕ ｘ
主机 目标机
态， 然后将 数据 通过 网络 传输 给水 面计算 机 ． 水 面计
算 机 根 据 预 定 任 务 和 预设 算 法 计 算 出控 制 量 ． 最 后 将
控制量传 给潜器 ． 再 由嵌 入式 系统控制潜 器 的运动 装
置 控 制 系 统 如 图 １ 所 示
作 者简 介 ： 朱 玉华 （ １ ９ ６ ２ 一 ） ， 硕士 ， 副教授 ， 从 事 电 气工 程
ＺＨＵ Ｙｕ － ｈ ｕ ａ ， ＹＵＡＮ Ｒｕ ｉ － ｑ ｉ ｎ
（ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ ｌ ｉ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ， Ｄｏ ｎ ｇ ｙ ｉ ｎ ｇ ２ ５ ７ ０ ９ ７ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
１硬 件 设 计
研 究 对 象 是 为 了 完 成 特 定 任 务 而 具 有 自主 航 行
１ ８ ８十 ９十
能 力 的无人水 下潜 器 ． 主控 装置 为嵌 入式 系统 ． 包 括 检测 部分 、 通 信 部 分 和 控 制 部 分 。其 中检 测 部 分 包 括
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嵌入式机器人
以嵌入式计算机为核心的嵌入式系统(Embedded System)是继IT网络技术之后，又一个新的技术发展方向
机器人技术的发展从来就是与嵌入式系统的发展紧密联系在一起的，机器人技术的研究就是嵌入式技术的应用，而嵌入式技术的发展必定促进机器人智能化水平。
机器人技术的发展从来就是与嵌入式系统的发展紧密联系在一起的，机器人技术的研究就是嵌入式技术的应用，而嵌入式技术的发展必定促进机器人智能化水平。
现有的大多数机器人，都采用单片机作为控制单元，以8位和16位最为常见，其处理速度较低，没有操作系统，无法实现丰富的多任务功能，系统的潜力没有得到充分的发掘和应用。
基于ARM9的机器人视觉系统的目标是在选定好的S3C2410平台上移植并配置Linux操作系统，针对平台和应用的特点，制作合适的文件系统，为机器人视觉系统构建稳定的软硬件开发环境。
其次编写应用程序，通过S3C2410平台，从USB摄像头实时采集图像，并利用这款嵌入式处理器的强大运算能力，对图像进行后期的处理，完成目标识别与定位，作为机器人动作单元的输入。
最后针对机器人关节所使用的电机，编写特定的设备驱动程序，保证操作系统可准确地控制机器人动作，响应视觉处理的结果，开发一套完整的"机器人视觉系统"。
(1) 视觉系统
采用USB摄像头作为视觉采集器件。
其优点是接口通用，驱动丰富，传输速率快。
同时，Linux操作系统对于USB设备的支持较好，方便了应用程序的编写和调试。
网眼(WebEye)v2000摄像头，采用了ov511芯片(Linux源代码中有相应的驱动程序)，适合用于开发。
这里采用高端的32位嵌入式微处理器：基于ARM体系结构的S3C2410芯片(由三星公司生产)，其主频为200MHz。
它提供了丰富的内部设备：分开的16kB指令Cache 和16kB数据CacheMMU虚拟存储器管理、LCD控制器、支持NAND Flash系统引导、系统管理器、3通道UART、4通道DMA、4通道PWM定时器、I/O端口、RTC、8通道10位ADC和触摸屏接口、IIC-BUS接口、USB主机、USB设备、SD主卡和MMC 卡接口、2通道的SPI以及内部PLL时钟倍频器。
S3C2410采用了ARM920T内核，0.18μm工艺的CMOS标准宏单元和存储器单元。
(2) 硬件平台组成
一块核心母板，配备CPU、16MB的NOR Flash、64MB的NAND Flash、32MB 的SDRAM，并设置系统从NAND Flash启动；一块外设电路板，负责系统和外设器件
的连接，布设有2个USB接口、1个UART口、24个3针插座(用于控制机器人的关节)以及电源接口等。
核心母板与外设电路板通过内存插槽进行连接。
2. 软件平台的构建和配置
目前，越来越多的嵌入式系统采用了Linux作为操作系统。
Linux功能强大，运
行稳定，驱动齐全，配置灵活，内核紧凑，从来就与嵌入式系统有密不可分的关系。
Linux内核版本众多，其中2.4系列比较成熟，在嵌入式平台中应用广泛，资料齐全。
这里使用Linux- 2.4.18-rmk7-pxa1版本。
a. 配置开发板软件环境
将系统引导程序烧写进入S3C2410核心母板。
这里采用了三星公司推荐的vivi
程序。
通过对vivi中参数的设置，完成对Flash的分区。
(1) 下载源代码，在PC端建立交叉编译环境；armv4l-unknown-linux-gcc可以将Linux内核编译为适用于ARM体系结构的二进制代码；
(2) 配置内核：使用make menu-config命令，将USB设备支持、USB摄像头驱动(针对OV511芯片)、NAND Flash驱动，以及挂载嵌入式文件系统所需要的驱动程序静态编译到内核中； (3) 编译内核：使用交叉编译工具，将源代码编译为可执行二进
制内核镜像，生成文件zImage；(4) 下载内核：将zImage通过串口线，利用vivi的
数据烧写功能，下载到Flash的内核分区中(kernel)； c. 制作文件系统
嵌入式系统中常见的文件系统有CRAMFS、JFFS、JFFS2、YAFFS等。
考虑到实
际的需求，这里采用了CRAMFS。
在内核配置时对CRAMFS的驱动代码进行静态编译，并且利用mkcramfs工具制作经过仔细裁剪的文件系统映像，利用vivi的烧写指令下载到Flash的root分区。
最终的文件系统映像小于3MB，这是由嵌入式系统较为紧张的
存储资源决定的。
启动系统，通过PC机的超级终端，可看到启动信息：包括内核的版本、Flash分区表、交叉编译器的版本，以及内核中静态编译的组件等。
3. 驱动程序的编写和应用
程序的开发
视觉功能的最终实现，首先需要为机器人的关节电机编写驱动程序，使操作系统可完成对机器人动作的控制，作为对视觉结果的响应。
视觉绝非最终目的，而是机器
人获取信息的一种途径，其根本目的在于为机器人的动作、行为提供策略或数据支持。
单纯的视觉并没有意义。
机器人全身的关节均为舵机。
舵机结构简单，控制方便，外部只有3个引脚：电源、地、PWM信号。
对舵机的控制实际上就是要产生频率、脉宽合适的PWM波。
S3C2410芯片内部集成4个PWM发生单元。
驱动程序利用其中的一个作为机器人头部电机的控制信号源，通过改写寄存器的值，改变频率和占空比，产生期望的PWM波。
将驱动程序交叉编译为模块，在系统启动后动态地插入内核中。
模块加载前独立于内核，方便了驱动程序的调试。
编写简短的测试程序，确认关节电机可以正常工作。
这里为机器人视觉系统搭建了一个实际的应用场景：活动的目标小球在背景中运动，期望机器人可以识别目标并对其定位，最后控制头部跟随目标运动(好像机器人在盯着活动目标观察一样)。
机器人视觉处理程序的主要功能为：
(1) 从USB摄像头实时读取视频数据，进行简单的预处理；
(2) 随后进行图像处理，主要完成空域的图像增强。
通过对图像进行二值化，将目标小球从背景中提取出来；
(3) 计算目标的位置，进而计算出机器人头部的旋转角度，通过舵机驱动程序，控制机器人头部转动到目标所在角度，实现对目标物体的跟踪。
经过实验，机器人头部可较好地跟踪目标，实现了视觉原型系统。
机器人视觉系统的开发只是嵌入式系统在机器人领域中应用的一个方面。
事实上，还有很多值得我们继续去实现的子系统，诸如语音系统(语音识别、语音输出)、行走控制(设计算法，实现平稳的行走)、网络系统(未来的机器人将不再会是独立的个体，多机器人的协同工作是必然的趋势；同时，机器人同其他设备的连接需求也越来越迫切)等等。
应当承认，虽然目前的嵌入式处理器已经具备了比较强大的功能，但是受功耗、体积、成本因素的限制，在实时视频(音频) 处理、多媒体协同计算等方面，其速度仍然无法满足需求；所以，更强劲的嵌入式处理器也是将来在为机器人选择控制单元时的重要考虑因素。