用于机器人的RIO嵌入式控制平台

自动或半自动机器人常常需要嵌入式控制系统,从而能够结合高度智能化的确定性控制,并且可以方便地连接到不同的传感器和执行器上。NI提供了多种嵌入式硬件平台,以满足复杂系统的需求。从尖端的机器人研究项目直至高级行业应用,NI平台被证实是高效的机器人解决方案。(图1:NI RIO部署曲线:多种用于机器人的嵌入式硬件解决方案)

1. 可重复配置I/O(RIO)体系结构
NI嵌入式硬件平台共享通用一个可重复配置I/O(RIO)体系结构。这个体系结构整合了实时处理器、现场可编程门阵列(FPGA)和多样的I/O,包括模拟、数字、运动和通信I/O。使用这个标准的体系结构和NI LabVIEW图形化开发工具,您可以使用灵活的高性能硬件,快速对机器人系统进行设计和原型开发。

2. NI CompactRIO和NI单板RIO
CompactRIO嵌入式系统具有实时嵌入式处理器、包含用户可编程FPGA的四槽或八槽可重复配置机箱以及可热插拔的工业I/O模块。这个低成本的嵌入式体系结构提供了开放的低级硬件资源,可以用于机器人系统的快速开发。另外, 它还包含提供保护的机械外壳。

图2:美国弗吉尼亚理工大学学生在CompactRIO的基础上开发半自动化地面车辆。

图2:美国弗吉尼亚理工大学学生在CompactRIO的基础上开发半自动化地面车辆。

NI单板RIO是基于与CompactRIO相同体系结构的低成本板卡级嵌入式系统。NI单板RIO具有板载的模拟I/O和数字I/O,当然您还可以通过其它I/O模块来进行扩展。参照表1中的规格,决定哪种RIO硬件平台最适合您的应用需求。

图3:来自USCD坐标机器人实验室的灵活行走漫游者是基于NI单板RIO开发的。

图3:来自USCD坐标机器人实验室的灵活行走漫游者是基于NI单板RIO开发的。

 

CompactRIO模块化系统

CompactRIO集成系统

NI单板RIO

温度范围

-40至70 ºC

-20至55 ºC

-20至55 ºC

EMC认证

提供机械外壳

能够混和匹配控制器和机箱

C系列插槽或扩展

4或8个插槽

8个插槽

3个用于扩展I/O的接头

LabVIEW实时模块扫描模式支持

用于基于USB存储器的全速USB主机端口

内置永久存储器

高达4 GB

高达256 MB

高达256 MB

电源输入范围

双9至35 VDC

单19至30 VDC

单19至30 VDC

FPGA

Xilinx Virtex FPGA

Xilinx Spartan-3 FPGA

Xilinx Spartan-3 FPGA

表1:NI RIO硬件比较

使用LabVIEW机器人模块,您可以方便地对实时处理器、可重复配置FPGA和RIO嵌入式系统I/O进行编程。LabVIEW机器人模块还包含机器人IP、范例以及传感器和执行器驱动程序,可用于实时模块编程和FPGA编程。