LPC2106在足球機器人控制中的應用設計

  摘要：足球機器人融合了計算機視覺、模式識別、決策對策、自動控制、無線通信、多智能體合作等多項技術，具有極高的研究價值。本文設計了基于ARM7微處理器的集中視覺足球機器人底層控制系統，簡化了系統設計，滿足微型機器人的控制需要。同時，也有利于足球機器人自主化的轉型和發展。

    關鍵詞：足球機器人 嵌入式系統 LPC2106 ARM7 PTR2000

以應用為中心的嵌入式系統，已經深入到生活的各個方面。相對于其它領域，智能機器人系統可以說是嵌入式系統應用最典型、最廣泛的領域之一。本文對嵌入式系統在足夠機器人底層控制系統中的應用進行研究和設計。

1 足球機器人系統

足球機器人是計算機視覺、模式識別、決策對策、自動控制、無線通信、智能體設計與電力傳動、多智能體合作等多項技術的結合體，是一個典型的智能機器人系統。足球機器人比賽集高科技、娛樂、競技于一體，雖歷時不長，但已經成為國際上廣泛開展的高技術對抗活動，引起社會廣泛的關注。研究與開發足球機器人系統，參加機器人足球賽是研究智能機器人，跟蹤國際高科技理論技術的理想切入點，同時也是嵌入式計算機系統理論聯系實際的極富生命力的成長點。

    從國內外的比賽情況來看，目前主要是集中視覺的足球機器人比賽。如圖1所示，在整個比賽中，視覺系統通過CCD攝像頭和圖像采集卡對場上情景進行實時采集和處理，把辨識結果送給決策系統，通過無線發射器向車體系統發出一系列控制命令。機器人根據主機命令做出反應，在場上運動，同時能通過譯碼器進行位置控制以及基于傳感器進行自動避障和簡單識別環境。

通常足球機器人系統可以劃分為機器人（車體）子系統、通信子系統、視覺子系統和決策子系統四個部分，通過計算機視覺子系統閉環而構成智能決策和控制系統（如圖2）。從圖2中可以看到，足球機器人車體是整個系統的執行機構，它直接體現了整個系統的性能。小車的性能主要由車體性能與車載嵌入式控制系統——微型足球機器人底層控制系統決定。當小車車體具有了良好的運動性能后，小車的性能就由車載嵌入式系統決定了。因此構建一個快速、安全、可靠的實時嵌入式系統是整個系統的關鍵。

2 系統設計和實現

2.1 系統任務

通過無線通信系統接受決策子系統傳來的控制指令；根據運動指令控制小車左右輪轉速；通過傳感器判斷場上環境信息，輔助機器人定位及運動。

    2.2 微處理器選型

傳統的微處理器如51、96系列應用于機器人系統，雖然開發周期短，成本低，但其實時性不好，復雜的控制算法難以實現；另外，增加的外圍電路數據轉換速度慢，使機器人的性能得不到充分的發揮。高速DSP的出現雖然使得系統模塊化和全數字化，但其開發套件成本高

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