用于機(jī)器人的控制系統(tǒng)

概覽
　　自動(dòng)或半自動(dòng)機(jī)器人常常需要嵌入式控制系統(tǒng)，從而能夠結(jié)合高度智能化的確定性控制，并且可以方便地連接到不同的傳感器和執(zhí)行器上。NI提供了多種嵌入式硬件平臺(tái)，以滿足復(fù)雜系統(tǒng)的需求。從尖端的機(jī)器人研究項(xiàng)目直至高級(jí)行業(yè)應(yīng)用，NI平臺(tái)被證實(shí)是高效的機(jī)器人解決方案。

可重復(fù)配置I/O（RIO）體系結(jié)構(gòu)
　　NI嵌入式硬件平臺(tái)共享通用一個(gè)可重復(fù)配置I/O（RIO）體系結(jié)構(gòu)。這個(gè)體系結(jié)構(gòu)整合了實(shí)時(shí)處理器、現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）和多樣的I/O，包括模擬、數(shù)字、運(yùn)動(dòng)和通信I/O。使用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的體系結(jié)構(gòu)和NI LabVIEW圖形化開發(fā)工具，您可以使用靈活的高性能硬件，快速對機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和原型開發(fā)。
 　　　 
                                    圖1：NI RIO部署曲線：多種用于機(jī)器人的嵌入式硬件解決方案

　　NI CompactRIO和NI單板RIO
　　CompactRIO嵌入式系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)嵌入式處理器、包含用戶可編程FPGA的四槽或八槽可重復(fù)配置機(jī)箱以及可熱插拔的工業(yè)I/O模塊。這個(gè)低成本的嵌入式體系結(jié)構(gòu)提供了開放的低級(jí)硬件資源,可以用于機(jī)器人系統(tǒng)的快速開發(fā)。另外, 它還包含提供保護(hù)的機(jī)械外殼。

　　　　　
　　　　　　　 圖2：美國弗吉尼亞理工大學(xué)學(xué)生在CompactRIO的基礎(chǔ)上開發(fā)半自動(dòng)化地面車輛

　　NI單板RIO是基于與CompactRIO相同體系結(jié)構(gòu)的低成本板卡級(jí)嵌入式系統(tǒng)。NI單板RIO具有板載的模擬I/O和數(shù)字I/O，當(dāng)然您還可以通過其它I/O模塊來進(jìn)行擴(kuò)展。參照表1中的規(guī)格，決定哪種RIO硬件平臺(tái)最適合您的應(yīng)用需求。
 　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　圖3：來自USCD坐標(biāo)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的靈活行走漫游者是基于NI單板RIO開發(fā)的。

              　　　　　　　　　　　　　　　表1：NI RIO硬件比較
　　　

　　使用LabVIEW機(jī)器人模塊，您可以方便地對實(shí)時(shí)處理器、可重復(fù)配置FPGA和RIO嵌入式系統(tǒng)I/O進(jìn)行編程。LabVIEW機(jī)器人模塊還包含機(jī)器人IP、范例以及傳感器和執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)程序，可用于實(shí)時(shí)模塊編程和FPGA編程。