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MiroSot系统中足球机器人与无线通信的研究

作者：彭日亮 Publish: 2007-9-28 Hits:-

【中文题名】

MiroSot系统中足球机器人与无线通信的研究

【英文题名】

Research of Soccer Robot and Wireless Communication in Mirosot System

【学科专业】

控制理论与控制工程

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-9-28

【中关键词】

MiroSot,足球机器人,TMS320LF2407A,无线通信,PTR4000,

【英关键词】

MiroSot,Soccer robot,TMS320LF2407A,Wireless communication,PTR4000,

【分类导航】

工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>机器人技术>机器人>

【论文摘要】

机器人足球比赛是近年来在国际上迅速开展起来的高科技对抗活动。机器人足球比赛系统涉及机器人学、计算机技术、数字通讯、图像处理、传感器数据融合和人工智能等多个领域，为机器人学、多智能体系统理论研究和技术应用提供了一个理想的实验平台。机器人足球比赛系统包括视觉、决策、通信和机器人小车四个子系统。通信子系统是决策子系统与机器人小车信息传递的桥梁，机器人小车是足球机器人系统的执行机构，足球机器人能否实现决策意图取决于通信系统的性能和机器人小车的性能。本文以MiroSot机器人足球比赛系统为研究对象，构建主机与机器人之间有效的无线通信子系统，设计出能有效实现主机策略意图进行踢球的机器人小车。全文主要研究内容包括： 1．首先介绍了足球机器人的起源和发展、研究和比赛的意义、国内外研究现状以及MiroSot机器人足球比赛系统的结构及其工作原理。 2．根据对机器人小车的设计要求，以提高机器人小车的运动性能为基本原则，依次研究了电动机的选择、减速装置的设计以及车体的机械结构的设计。 3．阐述了机器人小车控制系统的硬件和软件设计原理，详细介绍了足球机器人控制系统的设计，包括微处理...

【论文题纲】

摘要	4-5
Abstract	5-15
第一章绪论	15-21
1.1 引言	15
1.2 机器人足球比赛的起源和发展	15-17
1.3 机器人足球比赛系统的研究现状	17-18
1.4 机器人足球比赛系统涉及的关键技术	18-19
1.5 机器人足球研究和比赛的意义	19-20
1.5.1 机器人足球研究的意义	19
1.5.2 机器人足球比赛的意义	19-20
1.6 本论文的主要内容与组织结构	20-21
第二章 MiroSot系统简介与足球机器人的机电设计	21-33
2.1 引言	21-22
2.2 机器人足球比赛系统的结构及工作原理	22-24
2.2.1 视觉子系统	22-23
2.2.2 决策子系统	23
2.2.3 小车子系统	23-24
2.2.4 通讯子系统	24
2.3 机器人足球比赛系统的工作模式	24-26
2.4 足球机器人的技术要求	26-28
2.5 足球机器人的机电设计	28-32
2.5.1 机器人车体设计要求	28
2.5.2 电动机的选择	28-30
2.5.3 减速装置的设计	30-31
2.5.4 足球机器人的机械结构和外观	31-32
2.6 小结	32-33
第三章足球机器人运动控制系统的硬件设计	33-47
3.1 引言	33
3.2 控制电路组成和工作过程	33-34
3.3 足球机器人控制系统的电路设计	34-46
3.3.1 处理器单元	34-39
3.3.1.1 处理器选型	34-36
3.3.1.2 时钟电路	36-37
3.3.1.3 复位及低压检测	37-38
3.3.1.4 JTAG接口电路设计	38-39
3.3.2 电机驱动单元	39-42
3.3.2.1 PWM调速原理	39-40
3.3.2.2 L298工作原理	40-41
3.3.2.3 驱动电路设计	41-42
3.3.3 轮速检测单元	42-43
3.3.4 无线通信单元	43-44
3.3.4.1 SPI简介	43-44
3.3.4.2 无线通信电路设计	44
3.3.5 电源单元	44-45
3.3.6 车体标记单元	45-46
3.4 硬件设计中需要注意的问题	46
3.5 小结	46-47
第四章足球机器人运动控制系统的软件设计	47-65
4.1 引言	47-48
4.2 软件开发环境	48-50
4.2.1 CCS简介	48-49
4.2.2 文件的组织	49-50
4.3 软件设计流程	50-51
4.4 初始化模块	51-53
4.4.1 PLL初始化	51-52
4.4.2 WD初始化	52
4.4.3 I/O口初始化	52
4.4.4 SPI初始化	52-53
4.4.5 GP Timer初始化	53
4.5 电动机驱动程序模块	53-55
4.6 中断服务程序模块	55-56
4.6.1 SPI中断子程序	55
4.6.2 定时器中断子程序	55-56
4.7 控制算法	56-60
4.7.1 PID控制算法	57-59
4.7.1.1 增量式PID控制算法	57
4.7.1.2 算法修正	57-59
4.7.2 同步补偿控制算法	59-60
4.8 实验及结果分析	60-64
4.8.1 机器人测试平台	60-61
4.8.2 主机控制平台	61-62
4.8.3 控制参数的选择	62-64
4.9 小结	64-65
第五章无线通讯子系统的设计	65-80
5.1 引言	65
5.2 无线通信子系统的设计要求	65-66
5.3 无线通讯子系统的设计原理	66-67
5.4 无线通讯子系统的硬件设计	67-74
5.4.1 通讯模块的选择	67-70
5.4.2 通讯电路的设计	70-74
5.4.2.1 发射器的工作原理与电路设计	70-73
5.4.2.2 接收器的工作原理与电路设计	73-74
5.5 无线通信协议和通信子系统的软件设计	74-77
5.5.1 无线通信数据传送方式及通信协议	74-75
5.5.2 新型无线通信子系统的软件设计	75-77
5.6 实验及结果分析	77-79
5.7 本章小结	79-80
结束语	80-82
参考文献	82-86
攻读学位期间发表的论文	86-88
致谢	88

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.385222



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