本文是以家用保安机器人研制为背景,结合多家合作单位研制的机器人控制系统各功能单元模块,研制机器人的中心控制器。所研制的保安机器人可在相对复杂的室内环境中实现自主导航并对周围的环境进行实时的监控。其中机器人的中心控制器控制着各功能模块协调工作,实现机器人的各项功能,并实现了与人交互的功能。所研制的中心控制器已由嵌入式系统实现,并具有高速、稳定的性能,可很好地对机器人各部分进行协调控制。 在硬件方面以Atmel公司的高性能的嵌入式ARM9微处理器AT91RM92000为核心单元设计中心控制器。为提高控制器的通用性,以核心板加扩展板的方式来设计电路,并从项目的需求出发扩展多个硬件外设接口,如:RS232串口,SPI接口,通用I/O口等。 在软件方面选用了嵌入式Linux作为该控制器的软件体系。以u_boot作为引导程序,以Linux2.4内核作为操作系统内核,最后挂载Linux文件系统作为运用程序的开发环境。 在此基础上针对控制器中各种硬件外设接口,编写与其相对应的驱动程序,并把这些驱动程序加入到Linux内核中,以单内核的形式运行Linux系统。 在驱动程序的基础上,我们在Linux文件系统中进行应用程序的编写来实现机器人的各种功能,如：与其它模块的通信,对传感器的信号进行处理来感知外界环境,控制机器人的运动,对机器人进行轨迹规划等。 本文围绕中心控制器从四个方面进行介绍：第一、控制器的硬件方案设计与实现；第二、控制器的软件体系；第三、底层驱动程序的设计；第四、上层应用程序的设计。