基于LabVIEW構建智能的移動(dòng)機器人及無(wú)人駕駛車(chē)

　　實(shí)例分析2：弗吉尼亞理工大學(xué)使用NI LabVIEW設計全自主地面車(chē)參加DARPA 城市挑戰賽

　　DARPA城市挑戰賽需要設計一輛全自主地面車(chē)能夠在城市環(huán)境中自動(dòng)導航行駛。在整個(gè)賽程中，全自主車(chē)需要在6小時(shí)內穿越60英里，途經(jīng)道路、路口和停車(chē)場(chǎng)等各種交通狀態(tài)。

　　來(lái)自弗吉尼亞理工大學(xué)的團隊需要在12個(gè)月開(kāi)發(fā)出全自主地面車(chē)，他們將開(kāi)發(fā)任務(wù)分成4個(gè)主要部分：基礎平臺、感知系統、決策規劃和通訊架構，如圖4所示。每一部分都基于NI的軟硬件平臺進(jìn)行開(kāi)發(fā)：通過(guò)NI硬件與現有車(chē)載系統進(jìn)行交互，并提供操作接口;使用LabVIEW圖形化編程環(huán)境來(lái)開(kāi)發(fā)系統軟件，包括通訊架構、傳感器處理和目標識別算法、激光測距儀和基于視覺(jué)的道路檢測、駕駛行為控制、以及底層的車(chē)輛接口。

　　參賽車(chē)Odin是2005年福特翼虎(Escape)混合動(dòng)力型越野車(chē)，并為自主駕駛做了一定程度的改裝。NI CompactRIO系統與翼虎操控系統進(jìn)行交互，通過(guò)線(xiàn)控驅動(dòng)的方式控制油門(mén)、方向盤(pán)、轉向和制動(dòng)。利用LabVIEW控制設計與仿真模塊開(kāi)發(fā)了路徑曲率和速度控制系統，并通過(guò)LabVIEW實(shí)時(shí)模塊和FPGA模塊部署到CompactRIO硬件平臺加以實(shí)現，從而建立了一個(gè)獨立的車(chē)輛控制平臺。與此同時(shí)使用LabVIEW觸摸屏模塊和NI TPC - 2006觸摸屏構建用戶(hù)界面并安裝在控制臺。

　　通過(guò)LabVIEW開(kāi)發(fā)環(huán)境，團隊快速可以構建系統原型并加快設計的往復周期。LabVIEW與硬件的無(wú)縫連接，對于執行某些關(guān)鍵操作如傳感器處理和車(chē)輛控制是至關(guān)重要的。由于城市挑戰賽問(wèn)題復雜且開(kāi)發(fā)時(shí)間很短，這些因素對于開(kāi)發(fā)團隊的成功發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

　　結語(yǔ)

　　圖形化系統設計對于繼續加快機器人設計中的創(chuàng )新而言是必不可少的。復雜的傳統工具可能會(huì )阻礙機器人技術(shù)的進(jìn)步。LabVIEW提供了一個(gè)綜合的、可擴展的平臺，能夠橫跨設計、原型開(kāi)發(fā)和部署階段，因此工程師們能夠不用為微小的實(shí)現細節所困擾，可以更加關(guān)注機器人本身。他們可以使用同樣強大的平臺，對微控制器直至FPGA等各種控制器進(jìn)行編程;還可以同幾乎任何傳感器和執行器發(fā)送與接收信號;設計并仿真動(dòng)態(tài)控制系統;以及實(shí)現進(jìn)行遠程監視或控制機器人的接口。LabVIEW圖形化系統設計平臺通過(guò)為所有機器人設計者提供一個(gè)統一的平臺，鼓勵設計更為精妙的機器人。

　　參考文獻：

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