随着新的控制算法的应用和电子技术的发展,移动机器人正朝着高速度、高精度、开放化、智能化、网络化方向发展,对控制系统也提出了更高的要求。移动机器人要实现高速度、高精度的位置控制和轨迹跟踪,必须依赖先进的控制策略和优良的运动控制系统。 导航是移动机器人最具挑战性的能力之一,机器人感知、定位、认知及运动控制的性能是决定导航成功的关键因素。根据课题“仿生导航系统”的要求,本文选择“主控制器+运动控制器+英特网远程无线监控”结构进行导航移动机器人控制系统的设计。首先分析导航移动机器人体系结构,建立机器人运动学模型,最后详细阐述控制系统的全部开发过程,包括控制系统需求分析、总体设计、功能模块的划分及软硬件的设计与实现,并对无线通信及英特网通讯做了一些基础研究,开发了无线通讯模块软件和上位机软件。 在控制系统的硬件设计方面,主要包括基于 LPC2138 的主控制单元、基于HCTL-1100 的运动控制单元、基于 6N137 的光电隔离单元、基于 LMD18200 的功率放大单元、传感器接口单元及上位机无线通讯单元的电路设计。软件方面,在μC/OS-Ⅱ实时操作系统的多任务环境下,利用其任务调度功能,合理地协调和组织了控制系统的各项硬件资源,提高了整个系统的实时性和可靠性。上位机采用的无线通讯、Internet 通讯以及可视化监控程序界面,让用户可以方便直观地远程观察和控制机器人。 该控制系统的研制为仿生传感器性能测试提供了一个良好的实验平台,经过实验,验证了系统的可行性,系统的各项功能及控制精度满足设计要求。
上传时间: 2013-05-22
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汽车仪表是驾驶员获取汽车状态信息的关键设备,对汽车的安全行驶起着重要的作用。近年来,随着计算机、微电子和各种现场总线通信技术的广泛应用,汽车电子技术得到了迅猛的发展,汽车仪表盘上显示的信息不断增加,传统的机械式、电气式组合仪表越来越无法满足使用的需求。特别是随着汽车GPS导航、自动驾驶等新技术的日趋成熟,汽车仪表成为集显示、控制、通讯、娱乐为一体的汽车综合信息显示中心已经指日可待。 本文提出并设计了一种以ARM器件为CPU,以嵌入式Linux为操作系统的车载仪表盘系统。该仪表盘以嵌入式微处理器为核心,对汽车的各种信息状态,如电池电压、车速等参数进行采集、处理、显示和报警提示,驾驶员根据报警提示的结果进行相应的处理,以使汽车安全正常行驶。仪表盘本身作为汽车CAN总线的一个节点,支持CAN通信,可以接收来自其它CAN节点的信息并显示,也可以发送控制信息至其它CAN节点。该仪表盘在外型上不同于传统的汽车仪表,其显示端使用一个LCD显示屏代替原有的显示设备,汽车运行的所有状态信息都在该屏上显示,但为延续传统的操作习惯,将原来的车速、发动机转速等用指针显示的信息在显示屏上以模拟表的形式显示。并对越限工况和各种违规操作,在显示屏上以图形指示灯的形式闪烁显示并同时以真人语音进行提醒。 本文在简要介绍了汽车仪表发展趋势的基础上,重点论述了嵌入式系统的开发流程和模式,包括开发平台的搭建、驱动程序的开发、图形显示界面的开发和应用程序的设计。在嵌入式系统设计中,硬件、软件的可裁剪是其最大的特点,因此,增加功能模块(比如本系统中用到的CAN通信模块、音频输出模块等)是嵌入式系统设计中的一个重点和难点,所以本文重点之一是放在驱动模块的设计上。同时,作为信息显示中心,信息显示要求及时、准确、有美感,因此,图形界面的开发也是重点之一。 本课题所设计的汽车仪表,作为综合信息显示中心的一个雏形,可以方便地扩展GPS导航系统、汽车后视摄像系统、网络系统等模块,相信进一步的研究和开发,汽车综合信息显示中心将成为未来汽车上重要的一部分。
上传时间: 2013-06-13
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汽车导航及定位是在全球卫星定位系统(GPS,Global Positioning System)的基础上发展起来的一门新型技术。它是由GPS定位系统、电子地图、嵌入式系统组成。汽车导航系统接收GPS所传送的卫星信号,得到车辆的即时位置,通过GPS信号处理系统传送给CPU,再配合嵌入式系统上的电子地图,将车辆经过的轨迹显示在显示屏上。本文设计了一种汽车导航定位系统,以ARM微处理器为核心,移植嵌入式操作系统,在此基础上绘制电子地图,显示车辆运行轨迹。主要研究内容如下: 完成了车载导航系统总体方案的分析与设计。分析了多种嵌入式微处理的性能和应用。确定了以S3C44BOX为核心构建导航系统硬件平台的解决方案,并设计了导航系统的总体框架。 完成了车载导航系统硬件平台的设计,包括存储器系统、通信总线、GPS模块等接口电路的设计。根据高速数字电路的设计要求,在双面板上实现了基于ARM的汽车导航定位系统的PCB布线。编写了系统初始化代码,完成了对硬件平台的调试工作。 根据系统的实际情况,选择了实时多任务操作系统μC/OS-II和嵌入式图形用户界面μC/GUI作为本系统的软件平台,完成了两者在系统硬件平台上的移植。针对μC/GUI环境下简体中文汉字的显示问题,给出了一种比较完善的解决方案。 介绍了GPS的卫星定位原理,以及GPS接收的数据格式。在嵌入式图形用户界面μC/GUI的基础上实现车载导航系统LCD上电子地图的绘制,提出了基于μC/GUI及Maplnfo MIF地图数据格式的电子地图的设计与实现方法。实现了矢量电子地图的显示、缩放、漫游、图层管理以及简单的数据查询导航功能,提出了用边界检测算法提高电子地图漫游时的显示速度。在此开发平台上还实现了GPS定位数据的采集、处理,初步完成了定位模块的部分功能。
上传时间: 2013-05-22
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雷达即无线电探测和测距。雷达装在船上用于航行避让、船舶定位和引航的称为船用导航雷达。船用导航雷达是测定本船位置和预防冲撞事故所不可缺少的系统。它能够准确捕获其它船只、陆地、航线标志等物标信息,并将其显示在显示屏上。 本文围绕船用导航雷达展开了研究,研究内容分为以下几个部分: 首先介绍了雷达的概念、基本原理和主要应用,而且详细叙述了船用导航雷达的发展和工作原理及特性。 然后根据雷达的基本原理和船用导航雷达的特点,设计了基于FPGA、ARM、DSP的船用导航雷达系统,并采用了DDR SDRAM存储器。ARM、DSP和FPGA是当今主流的高速数字信号处理芯片,满足了船用导航雷达系统的要求。 最后根据VGA显示器的原理和雷达图像的叠加原理,实现了基于FPGA的VGA雷达图像叠加显示,并得到了所需的雷达图像。从结果可以看出,本系统的设计是符合要求的。
上传时间: 2013-07-20
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电子工业出版社,GPS原理与应用/(美)卡普兰(Kaplan,E.D.)著,邱致和等译。系统介绍了卫星导航的基本概念,所用的时间与坐标系,GPS系统的组成,卫星的信号与特性,接收机的截获与跟踪,干扰与抗干扰措施;讨论了GPS系统本身的性能,各种差分GPS系统,与其他传感器的组合及俄罗斯的GLONASS系统。
标签: GPS
上传时间: 2013-07-08
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机器人导航技术是移动机器人领域的一项核心研究内容。随着传感器技术的不断进步,视觉导航、电磁导航、光电导航、惯性导航、嗅觉导航等各种导航方式不断应运而生,而在实际应用中总是采用多种方式融合导航,其中视觉导航经常...
上传时间: 2013-05-28
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在惯性导航系统中,捷联式惯性导航系统以其体积小、成本低和可靠性高等优点正逐步取代平台式惯性导航系统,成为惯性导航系统的发展趋势。 为了适应捷联惯性导航系统小型化、低成本和高性能的发展方向,本文设计了DSP...
上传时间: 2013-07-20
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在惯性导航系统中,捷联式惯性导航系统以其体积小、成本低和可靠性高等优点正逐步取代平台式惯性导航系统,成为惯性导航系统的发展趋势。 为了适应捷联惯性导航系统小型化、低成本和高性能的发展方向,本文设计了DSP与FPGA相结合的系统方案:系统采用MEMS器件和高性能A/D转换器构成惯性信号检测单元,FPGA进行I/O控制,DSP完成导航计算。方案综合考虑了系统成本、计算速度、精度、体积等各方面的因素,并通过GPS、磁航向计等信息融合进一步提高导航精度。 数据采集是捷联惯导系统设计的关键,本文数据采集由信号调理、A/D转换和。FPGA等几部分组成。其中,FPGA是整个数据采集部分的核心,其主要功能包括:实现了ADC控制逻辑和时序生成;配置了FIFO寄存器,缓冲了ADC与DSP之间的转换数据;扩展了UART串口,以实现系统的外部信息接口。在完成电路设计的基础上,对各功能模块进行了全面的半实物仿真,验证了系统方案及各主要功能模块的可行性。 论文简述了惯性导航系统的应用背景及发展状况,介绍了捷联惯导系统的基本原理,设计了基于DSP/FPGA的捷联惯导系统方案,实现了系统各部分硬件电路以及FPGA功能模块,并通过搭建硬件验证平台和利用第三方仿真软件,对传感器的性能以及FPGA各功能模块进行了较全面的验证和仿真。结果表明:基于DSP/FPGA的捷联惯导系统能够满足应用的要求,并在小型化、低成本和高性能等方面有一定的优势。
上传时间: 2013-04-24
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·单片机典型模块设计实例导航
上传时间: 2013-07-31
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北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件 1 文件范畴 2 系统概述 2.1 空间星座 2.2 坐标系统 2.3 时间系统 3 B1 信号规范 3.1 信号结构和基本特性参数 3.1.1信号结构 3.1.2信号基本特性 3.2 射频信号特性 3.2.1载波频率 3.2.2卫星信号工作带宽及带外抑制 3.2.3杂散 3.2.4载波相位噪声 3.2.5用户接收信号电平 3.2.6信号相关性 3.3 B1 频点测距码
上传时间: 2013-04-24
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