基于ARM9的嵌入式足球机器人运动控制系统蒋海林，张国良，宋海涛（第二炮兵工程学院301室；西安710025）摘要：提出以S3C2410为主控芯片，对MCX314As进行控制的嵌入式足球机器人运动控制方案,分别设计系统的硬件和软件部分。通过对四轮全向机器人的运动学分析，得到机器人运动控制方案。实验证明，以本控制器作为ROBOCUP中型组机器人的底层运动控制系统，速度和位置控制精度等指标均达到了设计要求。关键词：运动控制；嵌入式系统；四轮全向机器人；中图分类号：TP242文献标识码：ATheControlSystemforSoccerRobotBasedonARM9embeddedMicroprocessorJiangHailin,ZhangGuoliang,SongHaitao(TheSecondArtilleryEngineeringCollege,Xi’An,710025,China)Abstract：Thispaperproposesanembeddedsoccerrobotcontrolmethod,usingtheS3C2410astheprinciplechiptocontroltheMCX314As.Thenthehardwareandsoftwareofthissystemaredesigned.Byanalyzingthekinematicsofthisfour-wheelomni-directionalrobot,thekineticcontrolprogramisachieved.TheexperimentsshowthatasthebottomkineticcontrolsystemofRobocupmiddle-sizerobot,thecontrollersatisfiestherequestsofvelocityandlocationprecision.Keyword:kineticcontrol；embeddedsystem；four-wheelomni-directionalrobot;0引言足球机器人是当今机器人研究的一个热点。足球机器人系统的研究不仅涉及机械电子学、机器人学、传感器信息融合、智能控制等技术,还涉及通讯、计算机视觉、计算机图形学、人工智能等各个领域。足球机器人要完成踢球任务,需要一个可靠性高、运动性能好的运动控制系统。图1东风—Ⅱ型机器人由我院独立设计完成的Robocup中型组全自主足球机器人东风—Ⅱ型机器人如图1所示，主要由四部分组成：计算机决策系统、运动控制系统、视觉系统和通信系统。计算机决策系统对运动控制系统与传感器和无线通信系统发送来的信息进行处理，并相应地返回一些基金项目：多机器人通信与控制系统开发；负责人：张国良；项目类别：陕西省科学技术研究发展计划；项目编号：2008K04-19处理结果和命令。其运动控制系统的主要任务是接收上层决策子系统传过来的运动控制命令,然后根据接收到的运动控制指令调节机器人四个轮子的转速，并由运动控制芯片完成反馈控制。其视觉子系统采用了基于全景视觉的图像采集与处理，利用图像信息、电子罗盘与超声波传感器的信息融合为机器人自定位。1运动控制系统硬件设计本机器人的硬件系统主要采用PC机和32位嵌入式微处理器ARM9、4轴运动控制芯片、驱动芯片、存储芯片以及接口芯片等组成，整个系统如图2示。其中PC机作为上位机，主要完成图像处理、控制决策等任务，而机器人小车的运动控制主要由嵌入式系统和运动控制芯片完成[1]。图2机器人系统硬件结构图1.1ARM9微控器S3C2410Samsung公司推出的16/32位RISC处理器S3C2410，它采用了ARM920T内核，0.18um工艺的CMOS标准宏单元和存储器单元。S3C2410提供了以下丰富的内部设备：分开的16KB的指令Cache和16KB数据Cache，MMU虚拟存储器管理，LCD控制器（支持STN&TFT），支持NANDFlash系统引导，系统管理器（片选逻辑和SDRAM控制器），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，IIC-BUS接口，USB主机，USB设备，SD主卡&MMC卡接口，2通道的SPI以及内部PLL时钟倍频器。同样它还采用了一种叫做AdvancedMicrocontrollerBusArchitecture(AMBA)新型总线结构。1.2控制芯片MCX314AsMCX314As是由日本NOVA公司研制的以单一芯片而可控制4轴的脉冲序列输入之伺服马达、步进马达的运动控制芯片