[发明专利]通用移动底盘控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及移动机器人领域中的移动底盘控制技术，具体地，涉及一种通用移动底盘控制系统。

背景技术

在移动机器人领域中，移动底盘是其中最核心部件。而移动底盘常见的导航方式有磁导航、惯性导航、激光导航、视觉导航等多种导航方式。不同的导航方式采用的传感器也不一样，有磁导航传感器、陀螺仪、激光扫描测距仪、双目视觉等。这些传感器的接口方式多种多样，有总线型的，也有模拟量输出的，即使同一类传感器，不同公司生产的产品接口方式也多样。同时，移动底盘大多采用轮式驱动，驱动电机有多种，比如步进电机、直流有刷电机以及直流无刷电机，并且根据负载不同，驱动功率也从十几瓦到一两百瓦不等。正由于传感器接口方式的多样和底盘驱动形式的多样，导致移动底盘产品的多样性和移动底盘控制系统的移植性不强、通用性不高。

经过对现有技术文献的检索发现，中国申请号为201220347852.4，授权公告号为CN202641571U，名称为移动机器人通用模块化轮式底盘的实用新型，给出了一种基于四轮驱动和超声波雷达防撞的移动机器人通用轮式底盘结构。中国申请号为201320389947.7，授权公告号为CN203331024U，名称为一种模块化通用轮式移动机器人的实用新型，给出了一种基于三轮式和底盘、托板、搭载板三层层叠互联的通用轮式移动机器人结构。两项专利虽然都针对轮式移动机器人的通用性设计问题，但解决的都是结构设计的通用性和模块化，不能很好的解决由不同移动底盘传感器接口方式的多样和底盘驱动形式的多样带来的底盘控制系统的不通用问题，也就不能很好的满足各类移动机器人对底盘控制系统快速设计、快速开发和快速测试的要求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种通用移动底盘控制系统，可以克服由不同移动底盘传感器接口方式的多样性和底盘驱动形式的多样性带来的底盘控制系统的不通用的问题。

根据本发明提供的通用移动底盘控制系统，包括通用传感器接口模块、通用底盘控制模块、通用电机驱动模块以及配置模块；

其中，所述通用传感器接口模块通过所述通用底盘控制模块连接所述通用电机驱动模块；所述配置模块连接所述通用底盘控制模块。

优选地，所述通用传感器接口模块包括总线通信接口单元、离散信号接口单元和模拟信号接口单元；

其中，所述总线通信接口单元、所述离散信号接口单元和所述模拟信号接口单元以并联的方式连接所述通用电机驱动模块的传感器多路选择矩阵单元；

总线通信接口单元用于连接总线输出型的传感器，离散信号接口单元用于连接输出为TTL电平或CMOS电平信号的传感器，模拟信号接口单元用于连接模拟量输出的传感器。

优选地，所述的通用底盘控制模块包括传感器多路选择矩阵单元、多传感器信息融合单元、路径轨迹跟踪单元、驱动器多路选择矩阵单元、电机驱动控制单元和第一无线通信接口单元；

其中，所述传感器多路选择矩阵单元依次通过所述多传感器信息融合单元、所述路径轨迹跟踪单元、所述驱动器多路选择矩阵单元连接所述电机驱动控制单元；

所述传感器多路选择矩阵单元和所述驱动器多路选择矩阵单元分别通过所述第一无线通信接口单元连接所述配置模块。

优选地，所述配置模块包括用户配置界面和第二无线通信接口单元；

其中，所述第二无线通信接口单元通过所述第一无线通信接口单元连接所述传感器多路选择矩阵单元和所述驱动器多路选择矩阵单元。

优选地，所述通用电机驱动模块包括步进电机驱动单元、直流有刷电机驱动单元、直流无刷电机驱动单元和永磁同步电机驱动单元；

其中，所述步进电机驱动单元、所述直流有刷电机驱动单元、所述直流无刷电机驱动单元和所述永磁同步电机驱动单元以并联的方式连接电机驱动控制单元，接收电机驱动控制单元传输过来的脉宽调制信号。

优选地，所述用户配置界面用于生成传感器配置矩阵和驱动电机配置矩阵；

所述传感器配置矩阵通过多传感器信息融合技术实现通用传感器接口模块通用；

驱动电机配置矩阵通过多类电机的驱动控制技术实现通用电机驱动模块的通用。

优选地，所述总线通信接口单元包括有线通信接口和无线通信接口；

所述有线通信接口包括串口、CAN总线和以太网中的任一种或任多种；所述无线通信接口包括WiFi模块、蓝牙模块和ZigBee模块中的任一种或任多种。