基于激光雷达避障的机器人控制系统设计

基于激光雷达避障的机器人控制系统设计基于激光雷达避障的机器人控制系统设计

根据新型激光雷达跟踪测量理论，开发研制了基于μC／OS-Ⅱ的机器人实时控制系统。该控制系统已成功用于实

验室自主研制开发的足球机器人。

　　　　0 引引 言言

　　移动

　　为了保证系统的实时性，简化控制系统软件的设计，有必要在控制系统引入嵌入式操作系统。本设计将嵌入式技术与机器人技术相结合，利用

　　　1 系统组织架构与硬件设计系统组织架构与硬件设计

　　设计时考虑到机器人在体积、质量等方面的限制，以及要满足功耗低，实时性高，性能优越的特点，选择合适的软硬件结构及有效的控制模式是整个设计过程的关

　　　　1．．2 主控制模块主控制模块

　　主控制模块采用SAMSUNG公司16／32位RISC处理器

　　1．．3 激光雷达测距模块激光雷达测距模块

　　激光雷达是一种工作在从红外线到紫外光谱段的雷达系统，相对于超声波、红外、摄像头等其他传感测距方法，激光雷达具有探测距离远，测量精度高，价格相对

适中等优点。在本设计中使用德国施克公司的LMS291激光测量系统，基于飞行时间测量原理，180°扫描角度，可以设置三个保护区域，具有滤波功能，以消除障碍检

测过程中激光雷达的测距噪声干扰。

　　LMS291激光雷达通过旋转镜面向各个方向发射脉冲激光，并由LMS291接收器接收反射光线。该激光雷达响应时间可固定为13 ms，发射角为几mrad的激光脉

冲，通过测量发射脉冲与反射脉冲之间的时间延迟，并乘以光速，就可以测得障碍物的距离。时间测量通过图3所示的脉冲填充法求出。