基于嵌入式Linux的水中机器人设计

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新世纪以来,人类不断面临新的挑战:人口膨胀,陆地资源枯竭,生存空间缩小。鉴于目前状态,海洋资源在人类生存和发展方面发挥着越来越大的作用,这是无可回避的选择。在复杂、危险的海域,机器人可以替代人类开展各项工作。水中机器人能够实现在危险、海情复杂的海面上自主巡航,如救捞工作、漏油排查、辐射源探查等等。水中机器人开发系统重要一部分就是机器人避障,由于传感器避障处理方法相对简单且成本较低,因此水中移动机器人系统中多采用传感器实现避障。本文首先介绍了国内外水中机器人发展背景及现状,在此基础上开展水中机器人远程控制系统设计。其次分析总结水中移动机器人系统设计的体系结构,从整体上对机器人系统设计进行功能划分,分块设计实现。然后硬件方面完成水中移动机器人移动平台控制开发板的电路设计和焊接,其中包括控制核心板和控制底板设计。另外,自行设计船模形态水中机器人防水外壳,并根据防水要求做密封处理。在此基础上介绍嵌入式Linux系统搭建和移植过程。在PC的Windows系统中安装虚拟Linux系统,在Linux系统中进行启动加载程序,内核与文件系统的编辑和编译,并烧写到移动平台控制开发板。最后软件方面介绍嵌入式Linux系统在移动控制平台正常运行后软件系统开发。软件主要完成UDP远程接收控制命令,传感器测距和电机控制,分底层驱动程序和上层应用程序两部分完成。最后,对机器人进行了水中运行测试,效果良好,达到了设计要求。
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