9.1 系统开发平台

(1)ROS平台

<aside> 💡 ROS(Robot Operating System,机器人操作系统)平台作为一种后操作系统,从系统实现的角度可以将其分为三个层级:即计算图层、文件系统层和开源社区层。该系统吸收了各个行业中最有研究价值和使用价值的算法,实现高度灵活的编写机器人控制程序软件框架,有效避免了其他程序员重复研究的过程,既降低了入门难度,又提高了开发效率。

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                                                       9.1 ROS系统层级

(2)英特尔酷睿 i5 处理器

<aside> 💡 i5处理器可以在短时间完成较为复杂的深度学习算法的处理,对于机器人的开发起到至关重要的作用。在算法程序启动后,通过提升十分之一到二十分之一的速度来解决程序运行卡顿的问题,尤其是针对处理器因运行频率提升带来的卡顿;当转变运行任务的时候,在仅仅是内存和硬盘运行的时候,处理器就自动开启节点功能,进入节电模式。这样即可以节能,而且还很好的提升了程序处理效率。

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9.2 运动控制

(1)运动功能控制核心

对于大多数的机器人运动控制核心来说,AVR单片机(处理效率高且能耗低,但因缺少位操作系统)和51单片机(位操作系统完整,运行速度慢且可扩展性差)是比较常见的两种。

STM32系列微处理器具有高运算速度和较低功耗的特点,并且片内还集成了闪存和静态随机存取存储器,以及多个定时器和高性能模数转换器等元件。例如:常采用接口丰富且性能强大的STM32F407VET6微处理器来完成服务机器人的运动控制部分。

(2)传感器(见第二章节)

例如:感知障碍物—— US-100 超声波传感器(检测角度范围为15°,宽电压输入范围2.4-5.5V之间,静态功耗低于2mA)。

3)头部电机及驱动(仅针对可移动智能设备)

**机械装置:**水平步进电机和俯仰步进电机分别控制其水平转动和俯仰转动(42HB48-401A 和 42HB60-402A 型号可满简易驱动要求)。额外,驱动芯片部分添加高速防抖功能的 TMC2208 芯片。

机械臂(仅针对移动设备机器人):手臂功能的动作精度要求较低,一般选择 42HB60-402A 型号步进电机和 TRINAMIC TMC2208 驱动芯片能很好的完成规定动作。

9.3 语音交互(详细第三章节)

(1)语音交互模块

例如:科大讯飞 AIUI 评估板:六麦克风环形阵列、XFAI-EVB-01 主板和 XFAI-0801 核心板所组成,其中搭载的语音处理芯片和全志 R16 四核处理器,具有更加强大的语音信息分析能力和信息处理能力。