CN201667032U - 基于arm和双dsp的智能移动机器人控制装置 - Google Patents

基于arm和双dsp的智能移动机器人控制装置 Download PDF

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段萍
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Abstract

本实用新型属于先进制造和自动控制技术领域，涉及一种基于ARM和双路DSP的智能移动机器人控制装置，包括主控制器、摄像头、视频显示器、机器人动作执行模块、多个传感器、液晶显示屏，由所述的摄像头采集的视频图像经过视频分配器被分为两路，分别送入两个DSP微处理器，两个DSP微处理器将处理后的图像送入所述的视频显示器，同时两个DSP微处理器把处理后的图象信息传送给所述的主控制器，所述的主控制器为ARM微处理器，ARM微处理器根据各个传感器传送来的检测信息和所述的DSP微处理器传送的图像信息，向机器人动作执行模块发送命令，并在液晶显示屏上显示机器人的状态信息。本实用新型具有高效、结构紧凑、能够应用于微型***的优点。

Description

基于ARM和双DSP的智能移动机器人控制装置
技术领域
本实用新型属于先进制造和自动控制技术领域，涉及一种智能移动机器人控制装置。
背景技术
传统的移动机器人控制***多采取基于PC架构的工业控制计算机以保证良好的信息处理能力以及复杂程序算法的实现，但是工业控制计算机存在着体积庞大、功耗高、噪音大等问题，这与移动机器人多采用蓄电池供电、工作时间以及移动机器人的灵活移动性之间存在的严重矛盾。
嵌入式微控制器(EMCU)、嵌入式数字信号处理器(EDSP)是嵌入式技术的两大技术分支，基于EMCU(如ARM)构建的嵌入式计算机***具有高性能、低功耗以及高度的集成性和超小的体积空间，并且支持实时操作***(如WINCE.NET、VXWORKS等)和良好的基于PC的程序开发工具。EDSP(如TMS320F2812、DM642)具有强大图像处理、运动控制等数据信息处理能力。因此采取ARM+DSP的嵌入式移动机器人控制***架构具有性能高、功能强、功耗低、体积小的优点，可以很好地解决当前智能移动机器人控制***在处理能力和功耗、体积之间的矛盾。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的上述不足，提供一种适用于图象采集和处理的嵌入式智能移动机器人控制装置。为此，采用如下的技术方案：
一种基于ARM和双路DSP的智能移动机器人控制装置，包括主控制器、摄像头、视频显示器、机器人动作执行模块、多个传感器、液品显示屏，由所述的摄像头采集的视频图像经过视频分配器被分为两路，分别送入两个DSP微处理器，两个DSP微处理器将处理后的图像送入所述的视频显示器，同时两个DSP微处理器把处理后的图象信息传送给所述的主控制器，所述的主控制器为ARM微处理器，ARM微处理器根据各个传感器传送来的捡测信息和所述的DSP微处理器传送的图像信息，向机器人动作执行模块发送命令，并在液晶显示屏上显示机器人的状态信息。
作为优选实施方式，本实用新型的智能移动机器人控制装置，所述的DSP微处理器为DM642；所述的ARM微处理器为S3C2440。
本实用新型基于ARM+两路DSP的嵌入式移动机器人控制控制***，ARM作为整个控制***的主控制器，并负责对机器人的决策，利用两路DSP采集、处理视频图象，可以分别完成单目视觉导航和双目视觉跟导航，而且采取ARM+DSP的嵌入式移动机器人控制***架构具有性能高、功能强、功耗低、体积小的优点，同时本实用新型的智能移动机器人控制装置，接口资源丰富(串口、网口、USB口、音频接口、SD卡、CAN总线接口)可以很方便的开发和外设进行数据通信。
附图说明
图1ARM+双路DSP智能移动机器人总体控制框图。
图2智能移动机器人控制装置ARM微处理器***结构框图。
图3智能移动机器人控制装置DSP微处理器***结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实例详细介绍本实用新型的智能移动机器人控制装置。
为提高复杂场景下陆标或机动目标跟踪的实时性和鲁棒性，全方位视觉图像伺服组件采用模块化双DSP处理硬件平台。参见图1，本实用新型的智能移动机器人控制装置包括一个摄像头、视频分配器、两个型号为DM642的DSP、视频显示器、ARM微处理器、机器人动作执行模块等。摄像头采集视频图像后，经过视频分配器分成两路，每一路给一个DSP，两个DSP的视频输出被接到同一个视频显示器上显示。视频显示器可以切换两路的DSP视频输出显示。DSP处理器主要用于机动目标识别、定位和跟踪计算，执行常规巡航模式的定位导航任务，同时接收由主控制器ARM处理器发来的机动目标信息，进行坐标变换以及陆标、移动机器人与机动目标的位姿综合估算，并将结果输出给主控制器ARM，ARM处理器根据DSP传来的信息控制机器人进行动作。
主控制器ARM可以给两路DSP发送控制命令让其采集处理图像的不同区域，比如DSP1处理0到180度，DSP2处理180到360度，这样DSP就可以加快处理图像的速度，一个视频显示器可以显示两个通道的视频输入，想看那个DSP的输出图像，只需切换到相应的通道就可以了。
一路或两路DM642根据主控制器发送的数据计算出机器人当前的位置坐标，并通过串口发送给主控制器，主控制器根据接收到的数据信息，控制机器人动作执行模块执行相应的动作，同时机器人把各传感器采集到的信息经过处理后传送给主控制器，主控制器还与机器人的另一个液晶显示屏相连，主控制器还可以将位置坐标、经过处理的各个传感器采集的信息发送到显示屏，人们通过该显示屏可以实时的获取机器人和目标的状态信息。
本实用新型的主控制器采用基于ARM9内核的S3C2440微处理器，S3C2440是16/32位精简指令集微处理器，是为高性价比，低功耗，高性能的嵌入式***应用而提供的微控制器。S3C2440处理器频率稳定运行在405MHz，最高可达530MHz，加上64M SDRAM，从硬件上保证了***快速的响应速度。参考图2，本实用新型的智能移动机器人控制装置的ARN控制硬件***主要由电源模块、存储器(RAM(SRAM)、DRAM、FLASH等)模块、接口(串口、USB、网口、音频接口、CAN接口等)模块、人机交互(LCD、触摸屏等)模块组成，非常方便***开发。主控制器ARM采用Windows CE操作***，Windows CE是一个32位、多线程、多任务的操作***。S3C2440通过串口1负责对机器人的决策，通过串口2和第一路DM642的串口B进行数据通信，通过串口3和第二路DM642的串口B进行数据通信，并且两路DM642之间通过各自的I/O口进行数据通信。
两路DSP用来对采集到的视频图象进行处理，DSP具有强大图像处理能力、本实用新型的智能移动机器人控制装置采用TMS320DM642做为图像处理芯片，参考图3，TMS320DM642(简称DM642)是TMS320C6000系列中性能最好的一款定点DSP，基于美国德州仪器公司开发的Veloci TI第二代高性能超长指令字VLIW(Very Long Instruction Word)构架而设计，芯片采用两级缓存的结构，能够支持一系列功能强大的外设。DM642拥有大量片上资源：64-bit外部存储器接口、加强型DMA控制器、16/32位HPI接口、IIC总线、GPIO、多媒体卡控制器、USB、多通道音频接口、10/100Mbs以太网、管理数据输入输出模块等，是一款性能优越的多媒体处理器，是设计数字音视频处理***的首选，可以很好的完成与主控制器的通信和对视频图象的处理。

Claims (3)

1.一种基于ARM和双路DSP的智能移动机器人控制装置，包括主控制器、摄像头、视频显示器、机器人动作执行模块、多个传感器、液晶显示屏，其特征在于，由所述的摄像头采集的视频图像经过视频分配器被分为两路，分别送入两个DSP微处理器，两个DSP微处理器将处理后的图像送入所述的视频显示器，同时两个DSP微处理器把处理后的图象信息传送给所述的主控制器，所述的主控制器为ARM微处理器，ARM微处理器根据各个传感器传送来的检测信息和所述的DSP微处理器传送的图像信息，向机器人动作执行模块发送命令，并在液晶显示屏上显示机器人的状态信息。
2.根据权利要求1所述的智能移动机器人控制装置，其特征在于，所述的DSP微处理器为DM642。
3.根据权利要求1所述的智能移动机器人控制装置，其特征在于，所述的ARM微处理器为S3C2440。
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