基于CPLD控制模塊的智能機器人控制系統(tǒng)研究

李 賀， 朱珍元，陳 任

(1.安徽醫(yī)科大學(xué) 衛(wèi)生管理學(xué)院，合肥 230000； 2.安徽警官職業(yè)學(xué)院 信息管理系，合肥 230000)

0 引言

CPLD是具有可編程邏輯的控制模塊結(jié)構(gòu)，其在邏輯編程的同時，還具有快閃存儲、SRAM、EEPROM、CMOS EPROM等多項應(yīng)用技術(shù)，CPLD模塊由基礎(chǔ)邏輯模塊、可編程互通連接信道、I/O結(jié)構(gòu)等三類應(yīng)用元件共同組成。每一個基礎(chǔ)邏輯模塊都相當(dāng)于一個小規(guī)模的邏輯控制單元，由于CPLD模塊的內(nèi)部形態(tài)相對較為簡單，所以最多只能包含一個可編程寄存器元件，在面對復(fù)雜的指令編程任務(wù)時，還需外嵌ROM、RAM等陣列塊結(jié)構(gòu)，提升控制模塊的存儲性能和拓展功能[1-2]。CPLD控制模塊的可編程互通連接信道負責(zé)邏輯塊之間的連接，還提供了由內(nèi)部邏輯器件指向I/O引腳之間的物理接口[3-4]，并可將其與核心網(wǎng)絡(luò)連接起來，便于實時通信和接受上位機的系統(tǒng)指令。由于所涉及邏輯程序規(guī)模和復(fù)雜程度存在差異，CPLD控制模塊所執(zhí)行的編程指令也有所不同，這也是導(dǎo)致其下屬分區(qū)結(jié)構(gòu)與邏輯單元具有較大差別的最主要原因之一。

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、自動化控制技術(shù)和人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，智能機器人智慧化水平不斷提升，并逐步被應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域。智能機器人是一種新型的計算機控制結(jié)構(gòu)，可以在“中央處理器”元件的作用下，由傳感器采集外界的各種信息，并遵從CUP單元和核心編碼器所下達的指令獨立完成任務(wù)，從而滿足工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用需求，解放人力提升工作效率并提高產(chǎn)品的成品率[5]。在智能機器人控制過程中，計算機作為唯一的中控設(shè)備，尤其傳導(dǎo)的編碼信息與指令文件必須在相關(guān)信道組織的輔助下，才能反饋至機器人的各級行為部件之中。隨著計算機科學(xué)技術(shù)和自動化控制技術(shù)的發(fā)展，智能機器人研究逐漸成為了領(lǐng)域內(nèi)新的研究特點。國內(nèi)外計算機自動化智能控制領(lǐng)域的專家、學(xué)者也對智能機器人展開了相關(guān)研究：學(xué)者辜勇等人(2020)利用仿生算法控制機器人的運行軌跡，提升了算法的容錯能力進而改善了對智能機器人移動精度的控制[6]；學(xué)者白克等人(2021)采用了嵌入式算法建立機器人的智能控制系統(tǒng)，提升了程序運行效率，并能夠在機械臂控制中實現(xiàn)對運動軌跡的實時糾偏[7]；學(xué)者Selim(2022)基于位置、速度等多個視角提出一種融合控制算法，綜合考慮到各因素對物流周轉(zhuǎn)機器人的影響，并采用卡爾曼濾波算法濾除系統(tǒng)噪聲的影響，提升信號傳遞的準(zhǔn)確率和物流機器人的軌跡控制精度[8]；學(xué)者Fu、Masakatsu(2017)等人提出一種模糊控制算法，通過構(gòu)建模糊控制模型提升對機器人運動軌跡的控制精度，并實現(xiàn)對機器人的行進軌跡動態(tài)糾偏[9]；學(xué)者Shin等(2017)設(shè)計了一種智能化感知的機器人智能控制系統(tǒng)，借助神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型自動判斷物流機器人的軌跡執(zhí)行情況，并動態(tài)調(diào)整機器人的軌跡偏離情況[10]。

然而現(xiàn)有的關(guān)于智能機器人自動化控制系統(tǒng)研究大都以芯片驅(qū)動為主，例如以MSP430F149芯片作為核心驅(qū)動結(jié)構(gòu)，整體行為模式相對較為簡單，雖然能夠積極響應(yīng)后臺上位機所下單的執(zhí)行指令，并能夠完成一些簡單的指令，但難以應(yīng)對工業(yè)制造過程中較為復(fù)雜的制定，無法實時對智能機器人的運動軌跡進行糾偏，精度控制也難以滿足需求，隨著外界環(huán)境因素的變化和系統(tǒng)誤差的增加，上位及傳達的指令信息極有可能出現(xiàn)一定程度的延遲，這樣不但會影響機器人對于外界環(huán)境的感知能力，也會導(dǎo)致避障不及時、避障敏感度下降等問題的出現(xiàn)[11]。為避免上述情況的發(fā)生，借助CPLD控制模塊，令其對核心控制主機進行支配，并以此為基礎(chǔ)，開展針對新型智能機器人控制系統(tǒng)的深入研究。

1 物流周轉(zhuǎn)智能機器人控制系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

為更好適應(yīng)CPLD控制模塊的實際應(yīng)用需求，本章節(jié)從下機位硬件電路等多個角度著手設(shè)計，針對智能機器人控制系統(tǒng)的硬件機構(gòu)組成進行深入研究和探討，利用C2PLD控制模塊來提升對機器人行動軌跡控制精度。

1.1 下機位硬件電路

下機位硬件電路作為物流周轉(zhuǎn)智能機器人控制系統(tǒng)中關(guān)鍵的電量信號控制結(jié)構(gòu)，其主要結(jié)構(gòu)由運動控制電路、無線通訊電路兩部分共同組成，具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計如下。

1.1.1 運動控制電路

運動控制電路負責(zé)保障智能機器人的運動行為供電，是下機位硬件電路的核心組成部分，以L289N觸發(fā)器作為主要設(shè)計結(jié)構(gòu)，可以聯(lián)合MOTO模塊對CPLD控制模塊的連接行為進行協(xié)調(diào)，從而促使控制主機能夠獲取最為直觀的機器人運行數(shù)據(jù)[12-13]。具體連接結(jié)構(gòu)如圖1所示。FND結(jié)構(gòu)(直流導(dǎo)向器)，能夠確保運行電流始終由L289N觸發(fā)器端向著MOTO(穩(wěn)壓控制模塊)輸入，一方面保障了智能機器人的穩(wěn)定運動行為，另一方面也使得1號、2號、3號電阻內(nèi)的電量信號能夠得到有效利用。

圖1 運動控制電路示意圖

1.1.2 無線通訊電路

無線通訊電路作為運動控制電路的下級負載結(jié)構(gòu)，能夠?qū)χ悄軝C器人控制系統(tǒng)中的傳輸電流進行整合處理，并可以在多個連接管腳結(jié)構(gòu)的作用下，將剩余電量信號反饋至CPLD控制器、A/D模擬器采集接口模塊等多個硬件應(yīng)用結(jié)構(gòu)之中[14-15]。A/D模擬器的功能包括原始信號的采集及數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，將智能機器人的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的電路。A/D模擬器的工作方式是將時間連續(xù)、幅值也連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換為時間離散、幅值也離散的數(shù)字信號，數(shù)字信號的優(yōu)勢在于轉(zhuǎn)換效率高、易于控制等。A/D模擬器信號轉(zhuǎn)換通常要經(jīng)過取樣、保持、量化及編碼是個基本過程。在實際的機器人電路系統(tǒng)控制中，這些過程有的是合并、同步進行的，如取樣和保持，量化和編碼往往都是在轉(zhuǎn)換過程中同步實現(xiàn)。在實際應(yīng)用過程中，各個管腳名稱及其具體行為能力如表1所示。

表1 無線通訊電路核心管腳

1.2 CPLD控制器

CPLD作為高度集成型控制器結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部晶體管數(shù)量高達幾十萬個。在智能機器人控制系統(tǒng)中，由于大量晶體管結(jié)構(gòu)的同時存在，CPLD控制器的運行速度極快，對于任何細微的機器人動作行為都能進行準(zhǔn)確捕捉。從實用性角度來看，CPLD控制器屬于一種雙向型應(yīng)用結(jié)構(gòu)，既能獲取與智能機器人動作指令相關(guān)的行為信號，也可以與系統(tǒng)核心控制主機建立信號互通關(guān)系，且在整個指令信息文件傳輸?shù)倪^程中，外部傳輸信號不會對內(nèi)部傳輸信號造成任何影響[16]。具體框架結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 CPLD控制器的物理框架結(jié)構(gòu)

對于TLV1577、TLV5610等芯片結(jié)構(gòu)而言，CPLD控制器的雙向指令處理行為具有絕對性，與之對應(yīng)的控制信號采樣模塊等物理結(jié)構(gòu)也就具有較強的控制作用能力[17-19]；而對于行為編碼器等結(jié)構(gòu)而言，CPLD控制器的雙向指令處理行為不具備完全的絕對性，這也是智能機器人控制系統(tǒng)內(nèi)控制指令傳輸行為始終具有較強自由性的主要原因。

1.3 A/D模擬采集接口模塊

A/D模擬采集接口模塊由A/D模擬器、采集接口組織兩部分組成，前者負責(zé)將電量信號轉(zhuǎn)變成射頻信號，以供CPLD控制器元件的調(diào)取與利用，后者則主要作為通路組織，將各種不同的信號參量反饋至不同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之中。

1.3.1 A/D模擬器

A/D模擬器結(jié)構(gòu)具有較強的信號探測能力，在智能機器人控制系統(tǒng)中，能夠較好保護CPLD控制器裝置(具體行為模式如圖3所示)[20]。由于結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在一個標(biāo)準(zhǔn)的MCU分類裝置，所以電量信號與射頻信號就能得到A/D模擬器結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確區(qū)分，并可在采集接口組織的作用下，將完成轉(zhuǎn)換的信號參量存儲于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫主機中，以便于后續(xù)控制指令的運行[21]。

圖3 A/D模擬器結(jié)構(gòu)的行為模式

1.3.2 采集接口組織

與A/D模擬器結(jié)果相比，采集接口組織的作用能力相對較為簡單，僅作為信號參量的傳輸通路。在智能機器人控制系統(tǒng)中，由于大多數(shù)信息指令的傳輸行為都具有雙向性，所以該接口組織雖然同時具備單向性與雙向性的反饋能力，但大多數(shù)也只有雙向性反饋能力能夠得到表現(xiàn)。

2 控制軟件設(shè)計

在各級硬件應(yīng)用結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，針對CPLD控制模塊端的軟件程序進行研究，再根據(jù)PWM信號調(diào)節(jié)器設(shè)置情況，決定主機智能控制決策的執(zhí)行流程，從而完成基于CPLD控制模塊的智能機器人控制系統(tǒng)設(shè)計。

2.1 CPLD端軟件

對于智能機器人控制系統(tǒng)而言，CPLD端執(zhí)行軟件主要負責(zé)掌控機械模塊結(jié)構(gòu)的運動行為，并可將記錄信息整合成數(shù)據(jù)文件的形式，存儲至既定數(shù)據(jù)庫主機之中[22-23]。常見的CPLD端執(zhí)行軟件主要包含.div、.script、.type、.index等多種編碼形式，從功能性角度來看，大體上可將這些執(zhí)行軟件分成必要編碼文件、從屬編碼文件、行為化文件三類，其具體分類標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 CPLD端軟件的分類標(biāo)準(zhǔn)

2.2 PWM信號調(diào)節(jié)器設(shè)置

PWM信號調(diào)節(jié)負責(zé)調(diào)試智能機器人對于外界環(huán)境的數(shù)據(jù)信號，由于調(diào)節(jié)器主機直接與CPLD控制模塊相連，所以任何細小的行為動作都能得到準(zhǔn)確的識別和捕捉，這也是新型控制系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)獲取外界環(huán)境的途徑，并可以對障礙物結(jié)構(gòu)進行避讓的主要原因之一[24]。

在實際應(yīng)用過程中，對于PWM信號調(diào)節(jié)器的配置操作顯得過于抽象，為便于CPLD控制模塊對機器人行為信號進行按需處理，需要將整個寄存器參數(shù)設(shè)置行為簡化成如下幾個階段：

1)控制信號整流階段：在此過程中，智能機器人往往處于快速運動狀態(tài)，此時CPLD模塊會快速向外傳輸控制執(zhí)行指令，因此PWM信號調(diào)節(jié)器的整流參數(shù)指標(biāo)數(shù)值水平相對較高。設(shè)Rmax表示最大的機器人運動行為項指標(biāo)，xi表示行為權(quán)限為i時的指令執(zhí)行步長值，δ表示既定整流系數(shù)。聯(lián)立上述物理量，可將整流階段的PWM信號調(diào)節(jié)器參數(shù)指標(biāo)α1表示為：

(1)

2)控制信號分流階段：與信號整流不同，控制信號分流階段智能機器人的運動速度相對較慢[25]。設(shè)β表示CPLD控制模塊所遵循的指令分流標(biāo)準(zhǔn)，n代表一個控制周期內(nèi)指令分流行為的執(zhí)行次數(shù)，ξ表示既定分流系數(shù)。聯(lián)立公式(1)，可將分流階段的 PWM信號調(diào)節(jié)器的參數(shù)指標(biāo)α2表示為：

(2)

智能機器人的CPLD模塊各參數(shù)指標(biāo)必須在設(shè)定的范圍之內(nèi)，如果需要調(diào)整應(yīng)更改整個系統(tǒng)的主控程序，因為參數(shù)調(diào)整會導(dǎo)致脈沖和信號波形的改變，CPLD模塊有效相位角度控制范圍為0～180°從控制時間的層面來看，脈沖信號的控制周期在1～2 μs之間，模塊的連續(xù)控制精度會隨著控制周期的延長而不斷地降低。物流周轉(zhuǎn)智能機器人PWM 控制信號調(diào)節(jié)器是CPLD 模塊最重要的組成部分之一，尤其需要特別關(guān)注的是，在控制機器人的過程中可以換一種視角考慮脈沖周期變化的要求。要實現(xiàn)機器人方向角度的旋轉(zhuǎn)，其實重要的是機器人內(nèi)部的控制芯片能夠接收到 0.5～3.0 ms的高電平脈沖，那么意味著一個周期內(nèi)高電平部分占2.0 ms，也就是說分析出機器人控制信號占空比，在一串理想的脈沖序列中。

2.3 主控程序的決策流程

決策流程是指由控制指令生產(chǎn)到指令順利執(zhí)行的完整運行過程(完整執(zhí)行流程如圖4所示)，一般來說，在CPLD控制模塊作用能力不發(fā)生改變的情況下，智能機器人的實際運動距離越遠，其在行進過程中，可能接觸到的障礙物也就越多，此時決策流程也就相對較長[26]。

圖4 決策流程圖

物流周轉(zhuǎn)智能機器人CPLD控制模塊的工作具體流程，如下所示：

1)在系統(tǒng)主控程序運行之前，先通電并調(diào)整機器人各主要參數(shù)，同時試運行智能機器人各模塊的子程序，智能機器人開始自檢。如果系統(tǒng)主控程序和各模塊的子程序能夠正常運轉(zhuǎn)，表明智能機器人進入工作狀態(tài)

2)物流周轉(zhuǎn)智能機器人的內(nèi)置傳感器實時采集運行路線前方的路況數(shù)據(jù)，并通過A/D轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。智能機器人信號識別的功能，能夠幫助機器人實現(xiàn)與后臺上位機之間的實時通信，并實現(xiàn)行進軌跡的糾偏。

3)利用CPLD控制模塊PWM信號調(diào)節(jié)器調(diào)制波形型號，并實時反饋給后臺控制中心。通過對比PWM信號輸出值和電平值的大小，選擇不同的通信波形。

4)通過路況信號分流、指令傳達和實時通信，實時修正智能機器人的軌跡路線，并降低不同模塊之間的通信干擾。

當(dāng)現(xiàn)有執(zhí)行指令并不能完全控制智能機器人運動行為時，CPLD模塊會開始繼續(xù)向外輸出控制指令，以供核心主機的挑選[27]。而當(dāng)現(xiàn)有執(zhí)行指令能夠控制智能機器人運動行為或控制主機當(dāng)前所選取指令恰好能夠控制機器人運動狀態(tài)時，則表示智能機器人控制系統(tǒng)已進入穩(wěn)定運行狀態(tài)。

3 對比實驗

3.1 實驗環(huán)境設(shè)置

選取兩臺型號相同的智能機器人作為實驗的對象，將其置于圖5所示的實驗環(huán)境中，在機器人行進路徑中，人為隨機放置三個障礙物體，并分別對其標(biāo)號為1、2、3，其中1號障礙物與2號障礙物的縱向?qū)挾认嗤?號障礙物的橫向?qū)挾戎蹈螅?號障礙物與3號障礙物的橫向?qū)挾认嗤?，?號障礙物的縱向?qū)挾戎蹈?。在實驗過程中，利用基于CPLD模塊的應(yīng)用系統(tǒng)對實驗組機器人進行控制，利用MSP430F149芯片對對照組機器人進行控制，篩選指標(biāo)并進行實驗數(shù)據(jù)上的對比，用于判定機器人控制系統(tǒng)的精度和實用性。

圖5 實驗環(huán)境設(shè)置

當(dāng)智能機器人的內(nèi)置傳感器和計數(shù)器讀取值出現(xiàn)溢出情況時，PWM信號輸出值高于電平，直至觸發(fā)器的前置位端，如果內(nèi)置的傳感器和觸發(fā)器輸出持續(xù)包括高電平輸出狀態(tài)，會導(dǎo)致物流周轉(zhuǎn)智能機器人的控制系統(tǒng)功耗過高，進而出現(xiàn)系統(tǒng)延遲；當(dāng)數(shù)據(jù)鎖存模塊中的值與計數(shù)器的計數(shù)值相等時，比較模塊輸出高電平至觸發(fā)器的復(fù)位端，傳感器和觸發(fā)器持續(xù)地輸出相對較低的電平。通過高低電平交互與轉(zhuǎn)換就實現(xiàn)了對PWM的初級波形的優(yōu)化調(diào)整。采集到的轉(zhuǎn)換信號經(jīng)過一個延時模塊后，就是能夠供系統(tǒng)識別和使用的最終脈沖控制信號。CPLD模塊的信號分流功能是對PWM波形的上升端進行延時處理，而不影響對下降端的處理，從而確保機器人控制電路系統(tǒng)的同側(cè)不會發(fā)生短路事故，關(guān)于智能機器人相關(guān)的參數(shù)設(shè)定，如表3所示。

表3 CPLD模塊相關(guān)參數(shù)控制

3.2 實驗指標(biāo)選取

為驗證在不同的控制系統(tǒng)作用下，智能機器人避障能力的變化情況，選取縱向?qū)挾?、橫向?qū)挾茸鳛閷ρ芯繉ο蟮脑u價指標(biāo)。如果機器人在行進過程中實際路線能夠盡量趨近于兩個障礙物的中心位置，那么其發(fā)生碰撞的風(fēng)險值就會更低，縱向?qū)挾?、橫向?qū)挾染唧w計算式如下：

(3)

式中，v表示智能機器人行進控制系數(shù)，b表示障礙物體的縱向?qū)挾热≈担琺表示障礙物體的橫向?qū)挾热≈?。?dāng)智能機器人運動至障礙物體附近時，二者之間安全距離與指標(biāo)l的數(shù)值關(guān)系能夠反映機器人的避障能力。通常情況下，當(dāng)安全距離大于指標(biāo)l數(shù)值時，表示智能機器人的運動避障能力較強；當(dāng)安全距離無限接近但又不等于指標(biāo)l數(shù)值時，表示智能機器人雖然具有避障能力，但能力水平較差；當(dāng)安全距離小于指標(biāo)l數(shù)值時，表示智能機器人已經(jīng)與障礙物體發(fā)生了碰撞，且可以判定機器人在該種控制系統(tǒng)下不具備最基本的避障能力。

3.3 避障數(shù)值分析

表3反映了在運動至1號障礙物附近時，實驗組、對照組機器人在橫縱兩個方向上的避障能力對比情況。

表3 避障能力分析(1號障礙物)

分析表3可知，在僅考慮1號障礙物的情況下，實驗組機器人與障礙物體之間的橫向距離始終大于指標(biāo)l的數(shù)值水平，在進行第6次實驗時，二者之間的物理差值最大，達到了1.1 cm；對照組機器人與障礙物體之間的橫向距離完全小于指標(biāo)l的數(shù)值水平。實驗組機器人與障礙物體之間的縱向距離依然大于指標(biāo)l的數(shù)值水平，在進行第9組實驗時，二者之間的物理差值最大，為1.7 cm；對照組機器人與障礙物體之間的縱向距離部分小于指標(biāo)l的數(shù)值，在進行第1組、第2組實驗時，所得記錄數(shù)值雖然并未小于指標(biāo)l的數(shù)值，但二者也僅能保持完全相等的狀態(tài)。

表4反映了在運動至2號障礙物附近時，實驗組、對照組機器人在橫縱兩個方向上的避障能力對比情況。

表4 避障能力分析(2號障礙物)

分析表4可知，在僅考慮2號障礙物的情況下，實驗組、對照組機器人與障礙物體之間縱向距離及其與指標(biāo)l的數(shù)值關(guān)系并沒有發(fā)生改變。實驗組機器人與障礙物體之間的橫向距離始終大于指標(biāo)l的數(shù)值水平，而對照組機器人與障礙物體之間的橫向距離則始終小于指標(biāo)l的數(shù)值水平。

表5反映了在運動至3號障礙物附近時，實驗組、對照組機器人在橫縱兩個方向上的避障能力對比情況。

表5 避障能力分析(3號障礙物)

分析表5可知，在僅考慮3號障礙物的情況下，實驗組、對照組機器人與障礙物體之間橫向距離及其與指標(biāo)l的數(shù)值關(guān)系并沒有發(fā)生改變。實驗組機器人與障礙物體之間的縱向距離依然大于指標(biāo)l的數(shù)值水平，而對照組機器人與障礙物體之間的縱向距離則還是小于指標(biāo)l的數(shù)值水平。最后，再測量不同的機器人控制系統(tǒng)下，通過三個障礙物的總體耗時情況，通常情況下繞行耗時越短，表明控制系統(tǒng)對于路線的規(guī)劃越合理，機器人在運動過程中會最大限度地減少往復(fù)的時間，提高行進效率，躲避3個障礙物的耗時情況如圖6所示。

圖6 基于CPLD模塊的機器人行進時間統(tǒng)計

圖7 傳統(tǒng)控制系統(tǒng)下機器人行進時間統(tǒng)計

從圖6和圖7的數(shù)據(jù)統(tǒng)計對比可知，無論是繞行單個障礙物的時間，還是匯總時間，基于CPLD控制模塊的效率優(yōu)勢明顯，具體的數(shù)值統(tǒng)計結(jié)果如表6所示。

表6 繞行3個障礙物的總體耗時統(tǒng)計s

綜上可知，本次實驗結(jié)論如下：1)隨著障礙物橫向?qū)挾鹊脑龃?，只有智能機器人與障礙物之間的橫向物理間隔數(shù)值也不斷增大，才表示當(dāng)前所使用控制系統(tǒng)能夠提升智能機器人的避障能力；2)隨著障礙物縱向?qū)挾鹊脑龃?，只有智能機器人與障礙物之間的縱向物理間隔數(shù)值也不斷增大，才表示當(dāng)前所使用控制系統(tǒng)能夠提升智能機器人的避障能力;3)應(yīng)用基于CPLD控制模塊的控制系統(tǒng)后，智能機器人的橫向避障與縱向避障能力均出現(xiàn)了適當(dāng)促進，在其行進過程中，這種控制系統(tǒng)確實能夠增強機器人對于外界環(huán)境的感知能力，與單純MSP430F149芯片驅(qū)動的控制系統(tǒng)相比，更具有使用價值;4)在控制系統(tǒng)的效率方面，基于CPLD控制模塊的機器人在保證避障精度的同時，也能最大限度地減少運行時間和選擇最佳路徑。提高機器人的智能化水平和運轉(zhuǎn)效率，在工業(yè)領(lǐng)域具有重要的意義和價值。例如，在工業(yè)領(lǐng)域的零件周轉(zhuǎn)機器人或物流機器人，對于工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)效率的提升有著深遠的意義。

4 結(jié)束語

提升物流周轉(zhuǎn)智能機器人的避障能力和工作效率，是機器人控制及人工智能領(lǐng)域新的研究熱點之一，通過改善物流周轉(zhuǎn)機器人智能控制系統(tǒng)的路線控制精度，是提升機器人實用性的重要基礎(chǔ)條件。在CPLD控制模塊的作用下，新型智能機器人控制系統(tǒng)從下機位硬件電路入手，對A/D模擬采集接口模塊的連接行為進行規(guī)劃，又通過分類軟件執(zhí)行程序的方式，確定PWM信號處理器參數(shù)的設(shè)置情況，從而實現(xiàn)對主機智能決策流程的完善。從實用性角度來看，與單純MSP430F149芯片驅(qū)動的控制系統(tǒng)相比，這種新型控制系統(tǒng)，對于智能機器人的避障能力可以起到一定的促進性影響作用，與輔助機器人對外界環(huán)境變化進行準(zhǔn)確感知的設(shè)計初衷相符合。