[实用新型]一种全向移动机器人的底层控制装置

说明书

本申请公开了一种全向移动机器人的底层控制装置，其特征在于，包括用于与上位机通信连接并控制所述机器人进行运动的单片机，所述单片机通信连接有第一电机驱动器、第二电机驱动器、第三电机驱动器、第四电机驱动器、全向移动机器人的急停按键、IMU传感器和多个声纳传感器，各所述电机驱动器分别通信连接有编码器和电机，所述单片机用于周期性查询所述声纳传感器和所述急停按键。本申请减少了上位机的运算，提高了算法的效率，并且采用IMU传感器能够获取高精度的里程计信息。

技术领域

本申请涉及移动机器人的运动控制技术，尤其涉及一种全向移动机器人的底层控制装置。

背景技术

传统双轮差速机器人已经发展多年，相关技术已经非常成熟和完善。但这类运动控制在机器人横向位置有误差时并不能实现快速移动和调整。此外，现有的移动机器人控制系统一般是将主动轮电机驱动器直接连接到上位机，上位机直接与驱动器进行数据通信，实现对移动机器人的运动控制和电机编码器数据的获取。上位机一方面需要执行智能导航算法，另一方面还需要对机器人进行运动控制和里程计获取，而这两项工作的数据计算量都比较繁琐。

实用新型内容

本申请要解决的技术问题是提供一种全向移动机器人的底层控制装置，大大提高了算法的执行效率。

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种全向移动机器人的底层控制装置，包括用于与上位机通信连接并控制所述机器人进行运动的单片机，所述单片机通信连接有第一电机驱动器、第二电机驱动器、第三电机驱动器、第四电机驱动器、全向移动机器人的急停按键、IMU传感器和多个声纳传感器，各所述电机驱动器分别通信连接有编码器和电机，所述单片机用于周期性查询所述声纳传感器和所述急停按键。

进一步的，所述单片机包括定时收集模块、信息整合模块和第一校验模块，所述定时收集模块用于周期性收集编码器的位置信息和转速信息以及周期性收集IMU传感器的航向角和角速度信息，所述定时收集模块用于将收集的信息发送给信息整合模块，所述信息整合模块用于对接收到的定时收集模块发送的信息进行整合并用于将整合后的数据发送给第一校验模块，所述单片机用于将经过第一校验模块校验后的数据发送给上位机。

进一步的，所述单片机用于根据周期性查询得到的所述急停按键和多个所述声纳传感器的信息来分别控制第一电机驱动器、第二电机驱动器、第三电机驱动器和第四电机驱动器。

进一步的，所述上位机包括第二校验模块，所述第二校验模块用于对单片机发送的数据进行校验。

进一步的，所述单片机包括数据有效性校验模块和数据处理模块，所述有效性校验模块用于对所述上位机发送的数据进行有效性校验，所述数据处理模块用于将所述有效性校验模块校验合格的数据进行数据处理生成电机控制指令，所述单片机用于根据所生成的电机控制指令分别控制第一电机驱动器、第二电机驱动器、第三电机驱动器和第四电机驱动器。

进一步的，所述单片机采用STM32F407单片机。

进一步的，所述上位机使用USB转RS232连接所述单片机。

进一步的，所述单片机通过CAN总线与各电机驱动器连接。

进一步的，所述急停按键、所述声纳传感器与所述IMU传感器分别通过串口与所述单片机连接。

进一步的，所述单片机还通信连接有电机使能按键，所述单片机用于周期性查询所述电机使能按键并且用于根据查询到的电机使能按键的状态来分别控制第一电机驱动器、第二电机驱动器、第三电机驱动器和第四电机驱动器。

本申请的有益效果是：