8.5 机器人平台设计之控制系统

我们机器人平台的控制系统应该如何设计?ROS系统的控制系统选择是多样的,一般常用的有基于ARM、x86等架构的处理器,比如:PC、工控机、树莓派...,不同的处理器都存在一定的优缺点,PC和工控机,处理器性能强大,但是功耗高、体积大、灵活性差。嵌入式系统则反之。

那么应该如何选择控制系统呢?

比如:如果是中大型机器人,可以使用PC或工控机等作为控制系统;但是如果是小型或微型机器人,就应该使用嵌入式系统吗?

我们机器人平台属于小型甚至微型机器人,虽然也可以使用PC作为机器人的控制系统,不过无论是从尺寸、负载能力还是扩展性的角度来看显然都是不适宜的。但是如果只是将控制系统简单小型化,比如使用树莓派,处理复杂的算法或比较耗资源的仿真实现显然又不能满足算力的要求...当前情形好像陷入了两难的境地。

ROS是一种分布式设计框架,针对小型或微型机器人平台的控制系统,可以选择多处理器的实现策略。具体实现是“PC + 嵌入式”,可以使用嵌入式系统(比如树莓派)充当机器人本体的控制系统,而PC则实现远程监控,通过前者实现数据采集与直接的底盘控制,而后者则远程实现图形显示以及功能运算。本节就主要介绍的就是这种多处理器的组合式框架实现,具体内容如下:

  • 树莓派概述;

  • 实现树莓派与PC的分布式系统搭建;

  • 使用 ssh 远程连接树莓派;

  • 树莓派端安装并配置 ros_arduino_bridge。

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