概覽
自動(dòng)或半自動(dòng)機(jī)器人常常需要嵌入式控制系統(tǒng)，從而能夠結(jié)合高度智能化的確定性控制，并且可以方便地連接到不同的傳感器和執(zhí)行器上。NI提供了多種嵌入式硬件平臺(tái)，以滿足復(fù)雜系統(tǒng)的需求。從尖端的機(jī)器人研究項(xiàng)目直至高級(jí)行業(yè)應(yīng)用，NI平臺(tái)被證實(shí)是高效的機(jī)器人解決方案。
可重復(fù)配置I/O（RIO）體系結(jié)構(gòu)
NI嵌入式硬件平臺(tái)共享通用一個(gè)可重復(fù)配置I/O（RIO）體系結(jié)構(gòu)。這個(gè)體系結(jié)構(gòu)整合了實(shí)時(shí)處理器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）和多樣的I/O，包括模擬、數(shù)字、運(yùn)動(dòng)和通信I/O。使用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的體系結(jié)構(gòu)和NI LabVIEW圖形化開(kāi)發(fā)工具，您可以使用靈活的高性能硬件，快速對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和原型開(kāi)發(fā)。
圖1：NI RIO部署曲線：多種用于機(jī)器人的嵌入式硬件解決方案
NI CompactRIO和NI單板RIO
CompactRIO嵌入式系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)嵌入式處理器、包含用戶可編程FPGA的四槽或八槽可重復(fù)配置機(jī)箱以及可熱插拔的工業(yè)I/O模塊。這個(gè)低成本的嵌入式體系結(jié)構(gòu)提供了開(kāi)放的低級(jí)硬件資源,可以用于機(jī)器人系統(tǒng)的快速開(kāi)發(fā)。另外, 它還包含提供保護(hù)的機(jī)械外殼。
圖2：美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)學(xué)生在CompactRIO的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)半自動(dòng)化地面車輛。
NI單板RIO是基于與CompactRIO相同體系結(jié)構(gòu)的低成本板卡級(jí)嵌入式系統(tǒng)。NI單板RIO具有板載的模擬I/O和數(shù)字I/O，當(dāng)然您還可以通過(guò)其它I/O模塊來(lái)進(jìn)行擴(kuò)展。參照表1中的規(guī)格，決定哪種RIO硬件平臺(tái)最適合您的應(yīng)用需求。
圖3：來(lái)自USCD坐標(biāo)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的靈活行走漫游者是基于NI單板RIO開(kāi)發(fā)的。
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CompactRIO模塊化系統(tǒng) |
CompactRIO集成系統(tǒng) |
NI單板RIO |
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溫度范圍 |
-40至70 ºC |
-20至55 ºC |
-20至55 ºC |
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EMC認(rèn)證 |
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提供機(jī)械外殼 |
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能夠混和匹配控制器和機(jī)箱 |
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C系列插槽或擴(kuò)展 |
4或8個(gè)插槽 |
8個(gè)插槽 |
3個(gè)用于擴(kuò)展I/O的接頭 |
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LabVIEW實(shí)時(shí)模塊掃描模式支持 |
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用于基于USB存儲(chǔ)器的全速USB主機(jī)端口 |
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內(nèi)置永久存儲(chǔ)器 |
高達(dá)4 GB |
高達(dá)256 MB |
高達(dá)256 MB |
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電源輸入范圍 |
雙9至35 VDC |
單19至30 VDC |
單19至30 VDC |
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FPGA |
Xilinx Virtex FPGA |
Xilinx Spartan-3 FPGA |
Xilinx Spartan-3 FPGA |
表1：NI RIO硬件比較
使用LabVIEW機(jī)器人模塊，您可以方便地對(duì)實(shí)時(shí)處理器、可重復(fù)配置FPGA和RIO嵌入式系統(tǒng)I/O進(jìn)行編程。LabVIEW機(jī)器人模塊還包含機(jī)器人IP、范例以及傳感器和執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)程序，可用于實(shí)時(shí)模塊編程和FPGA編程。
目前NI已全面推出LabVIEW Robotics 2009，用于自主地面機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、原型與發(fā)布，更多信息請(qǐng)?jiān)L問(wèn)www.ni.com/robotics/zhs。