通用移动底盘控制系统技术方案

技术编号:14983820 阅读:197 留言:0更新日期:2017-04-03 14:57
本实用新型专利技术提供了一种通用移动底盘控制系统,包括通用传感器接口模块、通用底盘控制模块、通用电机驱动模块以及配置模块;硬件上可以兼容不同接口的底盘传感器和驱动电机,软件上通过配置界面配置生成传感器配置矩阵和驱动电机配置矩阵,再通过多传感器信息融合技术和多类电机的驱动控制技术实现软件层面的通用性,解决了由不同移动底盘传感器接口方式的多样和底盘驱动形式的多样带来的底盘控制系统的不通用问题,很好的满足各类移动机器人对底盘控制系统快速设计、快速开发和快速测试的要求。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及移动机器人领域中的移动底盘控制技术,具体地,涉及一种通用移动底盘控制系统
技术介绍
在移动机器人领域中,移动底盘是其中最核心部件。而移动底盘常见的导航方式有磁导航、惯性导航、激光导航、视觉导航等多种导航方式。不同的导航方式采用的传感器也不一样,有磁导航传感器、陀螺仪、激光扫描测距仪、双目视觉等。这些传感器的接口方式多种多样,有总线型的,也有模拟量输出的,即使同一类传感器,不同公司生产的产品接口方式也多样。同时,移动底盘大多采用轮式驱动,驱动电机有多种,比如步进电机、直流有刷电机以及直流无刷电机,并且根据负载不同,驱动功率也从十几瓦到一两百瓦不等。正由于传感器接口方式的多样和底盘驱动形式的多样,导致移动底盘产品的多样性和移动底盘控制系统的移植性不强、通用性不高。经过对现有技术文献的检索发现,中国申请号为201220347852.4,授权公告号为CN202641571U,名称为移动机器人通用模块化轮式底盘的技术,给出了一种基于四轮驱动和超声波雷达防撞的移动机器人通用轮式底盘结构。中国申请号为201320389947.7,授权公告号为CN203331024U,名称为一种模块化通用轮式移动机器人的技术,给出了一种基于三轮式和底盘、托板、搭载板三层层叠互联的通用轮式移动机器人结构。两项专利虽然都针对轮式移动机器人的通用性设计问题,但解决的都是结构设计的通用性和模块化,不能很好的解决由不同移动底盘传感器<br>接口方式的多样和底盘驱动形式的多样带来的底盘控制系统的不通用问题,也就不能很好的满足各类移动机器人对底盘控制系统快速设计、快速开发和快速测试的要求。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷,本技术的目的是提供一种通用移动底盘控制系统,可以克服由不同移动底盘传感器接口方式的多样性和底盘驱动形式的多样性带来的底盘控制系统的不通用的问题。根据本技术提供的通用移动底盘控制系统,包括通用传感器接口模块、通用底盘控制模块、通用电机驱动模块以及配置模块;其中,所述通用传感器接口模块通过所述通用底盘控制模块连接所述通用电机驱动模块;所述配置模块连接所述通用底盘控制模块。优选地,所述通用传感器接口模块包括总线通信接口单元、离散信号接口单元和模拟信号接口单元;其中,所述总线通信接口单元、所述离散信号接口单元和所述模拟信号接口单元以并联的方式连接所述通用电机驱动模块的传感器多路选择矩阵单元;总线通信接口单元用于连接总线输出型的传感器,离散信号接口单元用于连接输出为TTL电平或CMOS电平信号的传感器,模拟信号接口单元用于连接模拟量输出的传感器。优选地,所述的通用底盘控制模块包括传感器多路选择矩阵单元、多传感器信息融合单元、路径轨迹跟踪单元、驱动器多路选择矩阵单元、电机驱动控制单元和第一无线通信接口单元;其中,所述传感器多路选择矩阵单元依次通过所述多传感器信息融合单元、所述路径轨迹跟踪单元、所述驱动器多路选择矩阵单元连接所述电机驱动控制单元;所述传感器多路选择矩阵单元和所述驱动器多路选择矩阵单元分别通过所述第一无线通信接口单元连接所述配置模块。优选地,所述配置模块包括用户配置界面和第二无线通信接口单元;其中,所述第二无线通信接口单元通过所述第一无线通信接口单元连接所述传感器多路选择矩阵单元和所述驱动器多路选择矩阵单元。优选地,所述通用电机驱动模块包括步进电机驱动单元、直流有刷电机驱动单元、直流无刷电机驱动单元和永磁同步电机驱动单元;其中,所述步进电机驱动单元、所述直流有刷电机驱动单元、所述直流无刷电机驱动单元和所述永磁同步电机驱动单元以并联的方式连接电机驱动控制单元,接收电机驱动控制单元传输过来的脉宽调制信号。优选地,所述用户配置界面用于生成传感器配置矩阵和驱动电机配置矩阵;所述传感器配置矩阵通过多传感器信息融合技术实现通用传感器接口模块通用;驱动电机配置矩阵通过多类电机的驱动控制技术实现通用电机驱动模块的通用。优选地,所述总线通信接口单元包括有线通信接口和无线通信接口;所述有线通信接口包括串口、CAN总线和以太网中的任一种或任多种;所述无线通信接口包括WiFi模块、蓝牙模块和ZigBee模块中的任一种或任多种。优选地,所述通用电机驱动模块用于驱动移动底盘中选用的多种不同类型电机;多种不同类型电机包括步进电机、直流有刷电机、直流无刷电机和永磁同步电机。优选地,所述步进电机驱动单元包括相连的第一集成驱动芯片和MOS管搭建的H桥驱动电路;所述直流有刷电机驱动单元包括相连的第二集成驱动芯片和MOS管搭建的H桥驱动电路;所述直流无刷电机驱动单元包括相连的第三集成驱动芯片和MOS管搭建的三相桥驱动电路;所述永磁同步电机驱动单元包括相连的第四集成驱动芯片和MOS管搭建的三相桥驱动电路;所述第一集成驱动芯片、所述第二集成驱动芯片、所述第三集成驱动芯片以及所述第四集成驱动芯片连接所述电机驱动控制单元。优选地,所述多传感器信息融合单元用于实时处理移动底盘多种传感器的信息融合,所述电机驱动控制单元用于多种不同类型移动底盘电机的数字驱动控制。与现有技术相比,本技术具有如下的有益效果:1、本技术的硬件系统中的处理器具有高速的计算能力,其中,通过传感器接口模块配备了丰富的I/O接口模块支持,用户可以根据需要进行组合;2、本技术的软件系统功能强大且使用方便,包含多传感器信息融合单元、路径轨迹跟踪单元、运动控制技术、多类电机的驱动控制单元和基于无线通信的用户配置界面;3、根据实际移动底盘相连的传感器和驱动电机,通过本技术可快速配置生成具备自主导航的移动底盘,从而很好的解决由不同移动底盘传感器接口方式的多样和底盘驱动形式的多样带来的底盘控制系统的不通用问题,也就很好的满足各类移动机器人对底盘控制系统快速设计、快速开发和快速测试的要求;4、本技术具有高度的集成性和模块性,允许用户根据需求来快速组建移动底盘产品,无论是软件还是硬件,都提供了多项选择。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显:图1为本技术的结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本技术,但不以任何形式限制本技术。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本技术构思的前提下,还可以做出若干本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种通用移动底盘控制系统,其特征在于,包括通用传感器接口模块(1)、通用底盘控制模块(2)、通用电机驱动模块(3)以及配置模块(4);其中,所述通用传感器接口模块(1)通过所述通用底盘控制模块(2)连接所述通用电机驱动模块(3);所述配置模块(4)连接所述通用底盘控制模块(2)。

【技术特征摘要】
1.一种通用移动底盘控制系统,其特征在于,包括通用传感器接口模块(1)、通用底盘控制模块(2)、通用电机驱动模块(3)以及配置模块(4);
其中,所述通用传感器接口模块(1)通过所述通用底盘控制模块(2)连接所述通用电机驱动模块(3);所述配置模块(4)连接所述通用底盘控制模块(2)。
2.根据权利要求1所述的通用移动底盘控制系统,其特征在于,所述通用传感器接口模块(1)包括总线通信接口单元(11)、离散信号接口单元(12)和模拟信号接口单元(13);
其中,所述总线通信接口单元(11)、所述离散信号接口单元(12)和所述模拟信号接口单元(13)以并联的方式连接所述通用电机驱动模块(3)的传感器多路选择矩阵单元(21);
总线通信接口单元(11)用于连接总线输出型的传感器,离散信号接口单元(12)用于连接输出为TTL电平或CMOS电平信号的传感器,模拟信号接口单元(13)用于连接模拟量输出的传感器。
3.根据权利要求1所述的通用移动底盘控制系统,其特征在于,所述的通用底盘控制模块(2)包括传感器多路选择矩阵单元(21)、多传感器信息融合单元(22)、路径轨迹跟踪单元(23)、驱动器多路选择矩阵单元(24)、电机驱动控制单元(25)和第一无线通信接口单元(26);
其中,所述传感器多路选择矩阵单元(21)依次通过所述多传感器信息融合单元(22)、所述路径轨迹跟踪单元(23)、所述驱动器多路选择矩阵单元(24)连接所述电机驱动控制单元(25);
所述传感器多路选择矩阵单元(21)和所述驱动器多路选择矩阵单元(24)分别通过所述第一无线通信接口单元(26)连接所述配置模块(4)。
4.根据权利要求3所述的通用移动底盘控制系统,其特征在于,所述配置模块(4)包括用户配置界面(42)和第二无线通信接口单元(41);
其中,所述第二无线通信接口单元(41)通过所述第一无线通信接口单元(26)连接所述传感器多路选择矩阵单元(21)和所述驱动器多路选择矩阵单元(24)。
5.根据权利要求3所述的通用移动底盘控制系统,其特征在于,所述通用电机驱动模块(3)包括步进电机驱动单元(31)、...

【专利技术属性】
技术研发人员:许雄谷国迎谷斐赵欣
申请(专利权)人:上海宾奥智能机器人科技有限公司
类型:新型
国别省市:上海;31

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