概覽
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，以滿足復雜系統(tǒng)的需求。從尖端的機器人研究項目直至高級行業(yè)應用，NI平臺被證實是高效的機器人解決方案。
可重復配置I/O（RIO）體系結構
NI嵌入式硬件平臺共享通用一個可重復配置I/O（RIO）體系結構。這個體系結構整合了實時處理器、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。使用這個標準的體系結構和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配置機箱以及可熱插拔的工業(yè)I/O模塊。這個低成本的嵌入式體系結構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學生在CompactRIO的基礎上開發(fā)半自動化地面車輛。
NI單板RIO是基于與CompactRIO相同體系結構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硬件平臺最適合您的應用需求。
圖3：來自USCD坐標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。
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CompactRIO模塊化系統(tǒng) |
CompactRIO集成系統(tǒng) |
NI單板RIO |
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溫度范圍 |
-40至70 ºC |
-20至55 ºC |
-20至55 ºC |
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EMC認證 |
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提供機械外殼 |
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能夠混和匹配控制器和機箱 |
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C系列插槽或擴展 |
4或8個插槽 |
8個插槽 |
3個用于擴展I/O的接頭 |
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LabVIEW實時模塊掃描模式支持 |
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用于基于USB存儲器的全速USB主機端口 |
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內置永久存儲器 |
高達4 GB |
高達256 MB |
高達256 MB |
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電源輸入范圍 |
雙9至35 VDC |
單19至30 VDC |
單19至30 VDC |
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FPGA |
Xilinx Virtex FPGA |
Xilinx Spartan-3 FPGA |
Xilinx Spartan-3 FPGA |
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)行器驅動程序，可用于實時模塊編程和FPGA編程。
目前NI已全面推出LabVIEW Robotics 2009，用于自主地面機器人系統(tǒng)的設計、原型與發(fā)布，更多信息請訪問www.ni.com/robotics/zhs。