概覽

　　機器人（Robot）是自動執(zhí)行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險的工作。

　　自動或半自動機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，以滿足復(fù)雜系統(tǒng)的需求。從的機器人研究項目直至行業(yè)應(yīng)用，NI平臺被證實是高效的機器人解決方案。

　　可重復(fù)配置I/O（RIO）體系結(jié)構(gòu)

　　NI嵌入式硬件平臺共享通用一個可重復(fù)配置I/O體系結(jié)構(gòu)。這個體系結(jié)構(gòu)整合了實時處理器、現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）和多樣的I/O,包括模擬、數(shù)字、運動和通信I/O.使用這個標(biāo)準(zhǔn)的體系結(jié)構(gòu)和NI LabVIEW圖形化開發(fā)工具，您可以使用靈活的高性能硬件，快速對機器人系統(tǒng)進行設(shè)計和原型開發(fā)。

　　圖1:NI RIO部署曲線：多種用于機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)具有實時嵌入式處理器、包含用戶可編程FPGA的四槽或八槽可重復(fù)配置機箱以及可熱插拔的工業(yè)I/O模塊。FPGA即現(xiàn)場可編程門陣列，它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路（ASIC）領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點。這個低成本的嵌入式體系結(jié)構(gòu)提供了開放的低級硬件資源，可以用于機器人系統(tǒng)的快速開發(fā)。另外， 它還包含提供保護的機械外殼。

　　圖2:美國弗吉尼亞理工大學(xué)學(xué)生在CompactRIO的基礎(chǔ)上開發(fā)半自動化地面車輛。

　　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)然您還可以通過其它I/O模塊來進行擴展。參照表1中的規(guī)格，決定哪種RIO硬件平臺適合您的應(yīng)用需求。

　　圖3:來自USCD坐標(biāo)機器人實驗室的靈活行走漫游者是基于NI單板RIO開發(fā)的。

　　表1:NI RIO硬件比較

　　使用LabVIEW機器人模塊，您可以方便地對實時處理器、可重復(fù)配置FPGA和RIO嵌入式系統(tǒng)I/O進行編程。LabVIEW機器人模塊還包含機器人IP、范例以及傳感器和執(zhí)行器驅(qū)動程序，可用于實時模塊編程和FPGA編程。