一种轮式移动平台的嵌入式控制系统技术方案

本公开提供一种轮式移动平台的嵌入式控制系统，包括操控装置、通讯装置、全电驱动底盘和机械臂，所述操控装置用于发送控制指令到所述全电驱动底盘，并接收所述全电驱动底盘发送的数据或图像信息；所述全电驱动底盘用于接收并执行所述操控装置发送的控制指令，同时发送数据或图像信息到所述操控装置；所述通讯装置用于所述操控装置和所述全电驱动底盘之间的控制指令、数据或图像信息的传输。

An embedded control system for a wheeled mobile platform

The present disclosure provides an embedded control system for a wheeled mobile platform, including a control device, a communication device, a fully electrically driven chassis and a mechanical arm. The control device is used to send control instructions to the fully electrically driven chassis and receive data or image information sent by the fully electrically driven chassis; the fully electrically driven chassis is used. It is used to receive and execute control instructions sent by the control device, and to transmit data or image information to the manipulating device; the communication device is used for transmission of control instructions, data or image information between the control device and the fully electrically driven chassis.

【技术实现步骤摘要】
一种轮式移动平台的嵌入式控制系统
本公开涉及控制系统领域，尤其涉及一种轮式移动平台的嵌入式控制系统。
技术介绍
现有的控制系统中，通常采用集中式系统，控制功能都高度集中在一台服务器或者主机上，所有的功能及处理任务都由服务器或者主机记性处理。但是，在实际应用中，集中式系统不能满足具有更庞大功能需求的工业控制领域，客户需要具有分布处理能力的、完整一体化的分布式系统。分布式系统是若干计算机的集合，内部由通信网络实现，以通信为网络基础。整个分布式系统采用独立工作或者合作工作两种方式，各个操作主机可以并行操作以及分布控制。分布式系统与传统的通信网络相比具有一定的优越性：1)分布式系统中各个操作主机并行操作，意味着实现了在物理性质上的独立性以及在逻辑性质上的合作性；2)分布式系统具有较高的可靠性，当系统中一台或者多台主机发生故障时，其余独立的主机可以自行修复，重新构成和原系统功能一致的系统，使整个分布式系统自动调节恢复到故障前状态。嵌入式系统ES(EmbeddedSystem)是一种用途广泛的系统，以应用为中心、计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适用于对功能、可靠性、成本、体积和功耗严格要求的专用计算机系统。随着计算机技术和相关电子技术的发展，嵌入式系统已深入应用至社会中的各个领域，特别是机器人控制领域。将嵌入式系统采用分布式体系结构，即不同的嵌入式设备之间以某种方式分布式地相互连接，彼此协作，能够使嵌入式系统成为一种高灵活性和高可靠性的工控系统。近年来，特种机器人得到了广泛地应用，传统的技术方法采用操作人员离线编程引导的方式控制机器人，机器人重复地执行存储在内存单元中的程序，完成所要求的操作动作，这种控制方式对机器人限制性极强，不具备实时性，对外界信息变化的感知能力不足，不能够根据环境的变化对操作行为进行相应的调整，同时大量的功能需要大量的编程准备时间，在一定程度上大大降低了系统效率。
技术实现思路
针对上述问题，本公开提供一种机器人控制系统，可以实时采集周围环境数据并且控制机器人做出相应动作，通过以下技术方案实现：轮式移动平台的嵌入式控制系统，包括操控装置、通讯装置、全电驱动底盘和机械臂，所述操控装置用于发送控制指令到所述全电驱动底盘，并接收所述全电驱动底盘发送的数据或图像信息；所述全电驱动底盘用于接收并执行所述操控装置发送的控制指令，同时发送数据或图像信息到所述操控装置；所述通讯装置用于所述操控装置和所述全电驱动底盘之间的控制指令、数据或图像信息的传输；所述操控装置包括控制器、操作面板和监视器，所述操控装置控制器执行以下程序步骤：S1以第一时间间隔为周期定时采集所述操作面板的数据，同时接收所述全电驱动底盘发送的图像信息并显示在所述监视器上；S2将所述操作面板数据生成遥控指令，以第二时间间隔为周期将遥控指令发送至所述全电驱动底盘，同时接收所述全电驱动底盘发送的状态数据并显示在所述监视器上；S3将接收的最新数据和图像信息在所述监视器的交互界面上显示，实现对各装置的远程监控。其中，所述操作面板包括按键和操纵杆，所述按键与所述操控装置控制器的通讯端口相连接；所述操纵杆采用数字接口与所述操控装置控制器相连接，所述操控装置控制器定时采集来自所述按键和所述操纵杆的数据信息，生成遥控指令发送至所述全电驱动底盘。进一步地，所述全电驱动底盘包括车体控制器、行走机构、云台相机和传感器，所述传感器用于采集所述全电驱动底盘的状态数据和所述云台相机拍摄的图像，并传输至所述车体控制器，所述云台相机用于拍摄图像，所述行走机构用于所述全电驱动底盘的运动，所述车体控制器执行以下程序步骤：S1接收所述操控装置控制器发送的遥控指令，并解析遥控指令；S2更新工作模式，根据遥控指令确定对所述行走机构、所述机械臂和所述云台相机的控制；S3通过所述行走机构、所述机械臂和所述云台相机相对应的通讯端口下达遥控指令；S4以第三时间间隔为周期采集所述机械臂的状态数据和所述云台相机拍摄到的图像，并实时发送至所述操控装置控制器。进一步地，所述机械臂包括动力装置和执行器，所述执行器包括所述机械臂的关节和关节角度传感器，共同实现所述机械臂的抓取功能；所述动力装置包括机械臂控制器、寄存器、机械臂电机和泵，所述机械臂控制器执行以下程序步骤：S1扫描所述车体控制器下达的电机启动指令，判断指令是否满足格式和启动范围要求；S2启动电机，否则将故障信息反馈至所述车体控制器，所述车体控制器修改指令后重新下达；S3扫描所述车体控制器下达的泵站加载指令，判断指令是否满足格式和加载范围要求；S4泵站正常加载，否则将故障信息反馈至所述车体控制器，所述车体控制器修改指令后重新下达；S5扫描所述车体控制器下达的执行器运行指令；S6所述机械臂的各关节执行指令动作，否则将故障信息反馈至所述车体控制器，所述车体控制器修改指令后重新下达；S7通过所述关节角度传感器检测执行动作是否到位，及时对关节角度作出调整；S8完成全部指令，卸荷泵站，检查电机是否能正常启动。其中，所述机械臂控制器可以将检测到的机械臂故障信息、油温、电机温度和关节角度打包后形成状态指令帧反馈给所述车体控制器。进一步地，所述通讯装置包括无线通讯模式和有线通讯模式。进一步地，所述通讯装置的有线通讯模式通过收放缆机构实现，所述收放缆机构包括收放缆核心控制器、收放缆电机和线缆传感器，所述收放缆核心控制器执行以下程序步骤：S1接收所述车体控制器下达的收放缆指令，判断运行收缆、放缆或停止模式；S2执行放缆模式时，控制所述收放缆电机正转，根据外界拉力控制电缆卷筒转速，同时将放缆里程信息反馈至所述车体控制器；S3执行收缆模式时，控制所述收放缆电机反转，通过所述线缆传感器检测线缆张紧力，通过调节所述收放缆电机转速控制收缆速度，同时将放缆里程信息反馈至所述车体控制器。本公开的有益效果：针对轮式移动平台的嵌入式控制系统，具备遥操作能力、通讯能力、机动能力、机械臂抓取能力和状态监控能力，各能力均独立实现，无制约关系。附图说明附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。图1是本公开具体实施方式的轮式移动平台的嵌入式控制系统的功能示意图；图2是本公开具体实施方式的轮式移动平台的嵌入式控制系统的组成部分示意图；图3是本公开具体实施方式的轮式移动平台的嵌入式控制系统的OCU控制板的执行流程图；图4是本公开具体实施方式的轮式移动平台的嵌入式控制系统的车体控制器的执行流程图；图5是本公开具体实施方式的轮式移动平台的嵌入式控制系统的机械臂控制执行流程图；图6是本公开具体实施方式的轮式移动平台的嵌入式控制系统的收放缆机构控制执行流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1-6并结合实施例来详细说明本公开。轮式移动平台的嵌入式控制系统，包括操控装置、通讯装置、全电驱动底盘和机械臂，操控装置用于发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮式移动平台的嵌入式控制系统，包括操控装置、通讯装置、全电驱动底盘和机械臂，所述操控装置用于发送控制指令到所述全电驱动底盘，并接收所述全电驱动底盘发送的数据或图像信息；所述全电驱动底盘用于接收并执行所述操控装置发送的控制指令，同时发送数据或图像信息到所述操控装置；所述通讯装置用于所述操控装置和所述全电驱动底盘之间的控制指令、数据或图像信息的传输；所述操控装置包括控制器、操作面板和监视器，所述操控装置控制器执行以下程序步骤：S1以第一时间间隔为周期定时采集所述操作面板的数据，同时接收所述全电驱动底盘发送的图像信息并显示在所述监视器上；S2将所述操作面板数据生成遥控指令，以第二时间间隔为周期将遥控指令发送至所述全电驱动底盘，同时接收所述全电驱动底盘发送的状态数据并显示在所述监视器上；S3将接收的最新数据和图像信息在所述监视器的交互界面上显示，实现对各装置的远程监控。

【技术特征摘要】
1.一种轮式移动平台的嵌入式控制系统，包括操控装置、通讯装置、全电驱动底盘和机械臂，所述操控装置用于发送控制指令到所述全电驱动底盘，并接收所述全电驱动底盘发送的数据或图像信息；所述全电驱动底盘用于接收并执行所述操控装置发送的控制指令，同时发送数据或图像信息到所述操控装置；所述通讯装置用于所述操控装置和所述全电驱动底盘之间的控制指令、数据或图像信息的传输；所述操控装置包括控制器、操作面板和监视器，所述操控装置控制器执行以下程序步骤：S1以第一时间间隔为周期定时采集所述操作面板的数据，同时接收所述全电驱动底盘发送的图像信息并显示在所述监视器上；S2将所述操作面板数据生成遥控指令，以第二时间间隔为周期将遥控指令发送至所述全电驱动底盘，同时接收所述全电驱动底盘发送的状态数据并显示在所述监视器上；S3将接收的最新数据和图像信息在所述监视器的交互界面上显示，实现对各装置的远程监控。2.根据权利要求1所述的嵌入式控制系统，其特征在于，所述全电驱动底盘包括车体控制器、行走机构、云台相机和传感器，所述传感器用于采集所述全电驱动底盘的状态数据和所述云台相机拍摄的图像，并传输至所述车体控制器，所述云台相机用于拍摄图像，所述行走机构用于所述全电驱动底盘的运动，所述车体控制器执行以下程序步骤：S1接收所述操控装置控制器发送的遥控指令，并解析遥控指令；S2更新工作模式，根据遥控指令确定对所述行走机构、所述机械臂和所述云台相机的控制；S3通过所述行走机构、所述机械臂和所述云台相机相对应的通讯端口下达遥控指令；S4以第三时间间隔为周期采集所述机械臂的状态数据和所述云台相机拍摄到的图像，并发送至所述操控装置控制器。3.根据权利要求1或2所述的嵌入式控制系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：董芹鹏，王芳，李楠，
申请(专利权)人：航天科工智能机器人有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11