FIRST機器人競賽的參賽方與美國國家儀器公司合作,
艱難的設計限制反映了工業(yè)挑戰
設計和建造FRC機器人是一個(gè)段令人難忘的體驗,它真實(shí)地反映了現實(shí)世界中的工程項目。每年,學(xué)生們必須解決機器人設計中的機械設計、電子設計、編程等問(wèn)題。所有FRC團隊只擁有有限的資金,僅有六周有限的時(shí)間,并且每年需要滿(mǎn)足不同的設計要求,需要快速學(xué)習新“Kit of Parts”。舉例來(lái)說(shuō),2009年的競賽中,要求團隊設計可行進(jìn)于低摩擦力表面,同時(shí)收集目標物的機器人。幾乎所有團隊都將機器人程序編程為自主式或操縱桿操作模式的。有經(jīng)驗的團隊甚至集成了各類(lèi)傳感器和激勵器,如電機馬達和攝像頭。
FRC機器人需要新的大腦
在2007和2008年,我們開(kāi)始計劃采用最新工業(yè)技術(shù)來(lái)升級FRC控制系統,在競賽中不斷挑戰參賽學(xué)生。我們希望學(xué)生能夠接觸大學(xué)甚至將來(lái)職業(yè)中廣泛使用的工業(yè)標準技術(shù)。此外,我們希望找到一個(gè)靈活的嵌入式設計平臺,提供軟硬件工具之間的緊密集成性。系統還需要能夠集成各類(lèi)I/O和傳感器,并且在競賽環(huán)境的操作中足夠耐用。參照機器人的復雜特性和較短的開(kāi)發(fā)時(shí)間,以上所有要求都是非常必要的。
FIRST 選擇美國國家儀器公司作為戰略伙伴
我們采用美國國家儀器公司的CompactRIO平臺作為下一代FRC 控制器,或稱(chēng)為機器人控制系統的“大腦”。通過(guò)與NI的合作,我們向高中生提供了高性能控制設備,包括400 MHz PowerPC以及基于現場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)的I/O。CompactRIO模塊化 I/O系統提供了與傳感器、激勵器陣列的連接性,功能強大的視覺(jué)處理能力,幫助學(xué)生創(chuàng )建高級機器人系統。參賽團隊能夠通過(guò)最新技術(shù)開(kāi)發(fā)集成驅動(dòng)控制和全自主系統的機器人,包括用于更多競賽中控制和精確設計的無(wú)線(xiàn)監視及仿真技術(shù)。學(xué)生可以通過(guò) LabVIEW圖形化編程軟件或ANSI C/C++語(yǔ)言在基于CompactRIO的平臺上對機器人進(jìn)行編程。
NI提供獨特的軟硬件組合的平臺可應對復雜的機器人應用。例如,每年的挑戰中都包含部分自主控制操作,參賽團隊只允許通過(guò)遠程方式操控機器人;遠程控制下機器人得分比有線(xiàn)操控下的得分擁有更大的分值。以前,自主控制僅僅是一小部分團隊能夠掌握的操控模式。在新平臺更加鼓勵自主式操作的規則下,更多的團隊開(kāi)始成功地應用自主式操控方案。
同時(shí),多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的工程師正在使用CompactRIO也是我們決定選擇高品質(zhì)及應用廣泛的工業(yè)技術(shù)的重要原因之一。我們讓學(xué)生接觸到當前工業(yè)工程中的挑戰,以及行業(yè)領(lǐng)先的工具及技術(shù)。NI與其供應商,如Analog Devices、Texas Instruments、Xilinx、Wind River、Freescale、Altera、Boston Engineering、ChipX、Dove Electronics、MSI、TTI及Westak合作,專(zhuān)門(mén)為FIRST提供CompactRIO控制器。除了為競賽提供高品質(zhì)技術(shù),NI還提供了專(zhuān)職的技術(shù)支持工程師及針對競賽的培訓資源。為了滿(mǎn)足導師和學(xué)生在競賽及設計中的培訓和支持需求,NI為FIRST參與者發(fā)起了一個(gè)在線(xiàn)用戶(hù)社團。NI FIRST機器人社團包括LabVIEW范例代碼、討論論壇及視頻教程,幫助參賽團隊快速應用新技術(shù)。該社團還培養了一個(gè)獨特的支持項目 C LabVIEW虛擬導師 C 使學(xué)生可以在線(xiàn)獲得專(zhuān)業(yè)工程師對機器人問(wèn)題的指導。
分享成功的愿景
我們相信NI與我們有共同的愿景,那就是使FIRST更趨全球化,從而影響到更多學(xué)生。通過(guò)在競賽中的機器人平臺上加入CompactRIO和LabVIEW,我們提升了參賽團隊機器人的技術(shù)能力,使得該項目能夠吸引更多的學(xué)生參加。
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