全方位移動機器人具有全方位移 動的功能，可以在兩維平面中提供三自由度的運動，能夠在不改變位姿的情況下向 任意方向運動，因此可以節約更多時間。以其此d有的運動優勢，全方位移動足球 機器人在眾多類型的移動機器人中脫穎而出，引起研究者的廣泛關注，并在許多領 域得到了廣泛的應用，比如全方位移動輪椅.RoboCup 比賽等。本節以上海交通 大學的“交龍”RoboCup 中型組全方位移動機器人(交龍3號JL-Ⅲ) 為例，如 圖3-5-1所示，具體說明移動機器人的運動控制器及運動控制方法的應用。

系統結構介紹

全方位移動機器人其運動執行部件由安裝在機器人的底盤上的3個全維輪 構成.輪子直徑為80mm。機器人整體重量為20kg, 機器人尺寸為45mm×45mm×

80mm。 三個輪子的配置如圖示相互成120°角，每個輪子單d由一個電機驅動，機 器人的運動由3只全維輪的轉動合成。

基于行為的高層控制系統由一臺筆記本完成，采用IPC 通信機制(Inter-Process Communication), 實時獲取各傳感器信息并輸出控制指令。同時，底層運動控制由 STM32 芯片為核心的ARM 控制系統完成，可進行電機控制、持球和開球控制(控 制周期為1ms) 。 高層和底層控制系統之間采用波特率為19.2 Kbps 的串口通信 協議，控制周期為30ms 。場外計算機作為比賽裁判或隊伍教練，發出全局指令；各 場內機器人以全局指令為指導，自動轉換角色，各自采取行為。包括場外計算機以 及所有場上機器人均采用IEEE 802.11a 協議進行局域網通信。系統框架圖如圖 3-5-2所示。

運動控制系統由通信模塊、電源模塊、控制模塊和電機驅動模塊組成。一塊主 控制板(STM32) 控制3塊驅動電路，分別驅動3個全方位輪，實現3軸聯動。當機器人工作時，通信模塊負責從PC 機接收指令數據，包括3個輪子的速度和是否踢 球判斷以及踢球力度。控制模塊將3個輪子的速度發送到運動控制模塊，并產生 一個踢球信號控制氣動踢球系統產生踢球動作。運動控制模塊則控制著3個輪子 的速度，并且將通過閉環采集到的電機碼盤信息獲得的3個輪子的速度反饋回PC 機，供機器人上層策略算法使用。其結構圖如圖3-5-3。通信模塊和運動控制模塊的CPU采用的是 STM32F103CB。

STM32 運動控制系統同時控制3路全方位輪的控制，3路d立PWM 信號控 制著機器人的3個電機。每個電機的驅動控制系統如圖3-5-4所示。