【技术实现步骤摘要】
一种基于时间硬同步的机器人底盘控制系统及方法
本专利技术属于自动化控制领域，具体涉及一种基于时间硬同步的机器人底盘控制系统及方法。
技术介绍
随着工业4.0的发展，医疗、工业、电力、农业、公安等各个行业涌现了各种类型的机器人，机器人的需求量也出现了井喷的状态。而，底盘是机器人平稳、鲁棒运行的核心部件。现有的机器人的底盘，均考虑在控制系统内基于ARM的STM32芯片作为控制中枢，实现对底盘的控制。因其成本低廉，开发便捷，生产周期较短，已得到的广泛的应用。随着工业环境的复杂度逐步提高、工业的监测和探测需求日益增强，意味着机器人作业所需搭载的传感器的数量增多，而基于ARM的串行控制总线虽然控制流程简单，但是在应对众多传感器的数据请求时，存在延时不确定、请求无法及时响应等缺陷，进而导致出现控制精度低、卡顿等问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术在应对众多传感器的数据请求时，存在延时不确定、请求无法及时响应的缺陷，提供一种基于时间硬同步的机器人底盘控制系统及方法。本专利技...
【技术保护点】
1.一种基于时间硬同步的机器人底盘控制系统，其特征在于，包括：内嵌ARM处理器和FPGA的控制处理模块，以及电性连接到所述ARM处理器的上位机；/n多个传感器挂载到FPGA，由FPGA实时处理所有传感器的数据请求及响应；其中，采用时间硬同步技术根据请求数据的读取时刻，为每项请求数据标记时间戳，再依次进行组帧、封装操作后，将封装后的数据传输到ARM处理器；其中：/n在组帧的时候，将数据帧格式的首尾分别设为帧头和校验；将每帧的起始位置记为时间戳的基准时间，且，每个传感器的数据后紧跟该传感器数据的时间戳相对基准时间的偏差，记为时偏，每个传感器对应一个时偏；/n由所述ARM处理器上...
【技术特征摘要】
1.一种基于时间硬同步的机器人底盘控制系统，其特征在于，包括：内嵌ARM处理器和FPGA的控制处理模块，以及电性连接到所述ARM处理器的上位机；
多个传感器挂载到FPGA，由FPGA实时处理所有传感器的数据请求及响应；其中，采用时间硬同步技术根据请求数据的读取时刻，为每项请求数据标记时间戳，再依次进行组帧、封装操作后，将封装后的数据传输到ARM处理器；其中：
在组帧的时候，将数据帧格式的首尾分别设为帧头和校验；将每帧的起始位置记为时间戳的基准时间，且，每个传感器的数据后紧跟该传感器数据的时间戳相对基准时间的偏差，记为时偏，每个传感器对应一个时偏；
由所述ARM处理器上传至上位机进行汇总、分析和处理后，输出响应指令，并经由所述ARM处理器下发响应指令到FPGA；由FPGA执行上位机下发的响应指令，控制传感器的执行响应动作，其中：
当封装后的帧数据经由ARM处理器上传到上位机后，基于上位机内设置的处理程序，将基时间加上各自的时偏，即得到各个传感器本身时间戳的绝对值；当前，即可通过上位机有效的对各个传感器的上传数据进行实时控制。
2.根据权利要求1所述的机器人底盘控制系统，其特征在于，FPGA内设有多个传感器驱动处理模块，每个传感器通过管脚连接到所述传感器驱动处理模块，进一步挂载到FPGA。
3.根据权利要求2所述的机器人底盘控制系统，其特征在于，所述传感器驱动处理模块内设有处理器及存储器，所述存储器内存有定义硬件串口的执行程序，当该执行程序被处理器执行时，基于所述传感器驱动处理模块来模拟串口通信协议，FPGA基于硬件串口外挂到电平转换芯片，并经由所述电平转换芯片连接到每个传感器；
在将FPGA的TTL电平经由电平转换芯片转换至所需电平后，在串口通信模式下，建立FPGA与传感器之间的通信互联。
4.根据权利要求3所述的机器人底盘控制系统，其特征在于，定义的硬件串口包括TTL串口和485串口；
所述ARM处理器通过RS232串口建立与上位机之间的通信。
5.根据权利要求1所述的机器人底盘控制系统，其特征在于，FPGA内设有全局时钟模块和传感器数据处理及时间戳标记模块；其中：
所述全局时钟模块，当FPGA接收到请求数据的时候，基于所述全局时钟模块获取请求数据的读取时刻；所述全局时钟模块经时钟总线连接到传感器数据处理及时间戳标记模块；
所述传感器数据处理及时间戳标记模块电性连接到每个传感器驱动处理模块，其用于在获取到请求数据的读取时间后，为每项请求数据标记时间戳，并依次进行...
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