Pioneer3-AT 移动机器人使用简介利曼科技有限公司ActivMedia及先锋机器人lActivMedia公司及其发展先锋公司常年致力于面向大学及研究机 构的智能机器人系统的研制与开发，先后 开发出先锋系列代机器人及面向研究的 软件平台系统。近年来在教育机器人领域 发展迅速，成为该行业的先驱。自2002年 来，北京利曼科技有限公司多次与该公司 合作，并最终成为该公司亚洲地区唯一指 定代理。先锋系列移动机器人ActivMedia公司自90年 代初起，以斯坦福大学 SIR实验室为技术依托， 先后研发出Pioneer-1，2 ，3三代移动机器人产品 ，主要型号包括适合室内 运行的DX型、具有较强越 障性能的AT型，配制齐全 具有相当智能化水平的 PeopleBot，以及面向初 级教育的AmigoBot机器人 。Pioneer-1型移动机器人l研制成功于1994-1995年 ，并投入生产，两轮驱动 一轮导向，具有前声纳系 统（5+2）是DX系列机器 人的前身；1997年研制出 AT机器人的前身，除驱动 系统外（四轮驱动）其他 结构相同。并开发出 Saphira软件前身（PAI， P-LOGO）。Pioneer-2 DX机器人l1997-1999年，对P-1系列 机器人改进并研制出P-2 系列机器人。P-2 DX机器 人采用更加完善的驱动及 传感器系统，具有前后声 纳系统（6+2），增加视 觉系统、LMS系统、2自 由度抓手；引入控制器-车 载计算机系统，开发出P2 -OS及Saphira、AYLLU（ ARIA前身）及其他更完善 的配套软件。Pioneer-2 AT机器人l改进了的Pioneer-2 AT机器人 具有更加强劲的驱动能力， 可带30kg负载，采用基于20 MHz Siemens 88C166的车 载控制器，从而具备了更强 大的处理和扩展能力；结合 高精度的插分GPS系统，远 程无线网络系统及电子罗盘 等附件，使Pioneer-2 AT更加 适合野外工作的开展。PeopleBot机器人l2000年研制出的PeopleBot机 器人，是在Pioneer-2 DX本 体的基础上加以扩展产生的 ，不仅具有更加强大的驱动 能力，而且在与人进行交流 的能力上做了较大的改进。 具有语音识别及应答功能， 具有视觉识别及跟踪能力， 全方位声纳系统和三自由度 抓手的配备，使其可用于各 种展览场馆以及其他商业领 域。PowerBot机器人lPowerBot机器人也是 Pioneer-2 DX机器人 的变种，具有更大的 负载能力（100kg）， 更加密集的声纳系统 ，激光测距系统以及 视觉系统，是实验室 及企业理想的AGV平 台。Pioneer-3不仅仅是简单的硬件升级l2003年以来逐渐完善起来的新的Pioneer-3 系列机器人，采用Hitachi H8S 作为控制器 ，具有更快捷的处理速度和更强大的扩展 能力。车载计算机也全面升级到P-III系统。 特别是在软件方面， Saphira、ARIA及 AROS系统日渐完善，为用户提供了更加完 善的实验和仿真平台。Pioneer-3机器人的工作模式l服务器模式使Pioneer-3以C-S结构服务器 的身份可接收各种客户端软件的操作请求 。l维护及独立运行模式，可满足控制器开发 级别用户的需求，通过直接修改FLASH内 程序的方式控制机器人（不推荐）。l控制手柄及自检模式可用于非C-S连接下的 测试和移动等操作。Pioneer3-AT机器人本体结构及附件l外形尺寸l机器人本体部件l附件及其他外形及尺寸本体结构简述-全局示意图本题结构简述-控制面板本体结构简述-声纳系统l控制器支持最多4 路声纳l扫描频率为25Hz/ 单元l声纳灵敏度可调 ，顺时针增大。 机器人本题简述-电机及轮胎lAT机器人采用四轮驱动，SKIT-STEERING 转向机制。l四个高转速大扭矩电机，带增量式光电编 码器。lAT机器人采用充气式轮胎，均衡充气是保 证机器人速度及位置控制精度的前提。机器人本题简述-电池及充电l电池仓在机器人后部，采用直接插入接触方式。l电池是影响机器人本题平衡的重要因素（特别是 DX），建议使用3节电池，如使用1节电池则插入 中间电池仓，2节则插入两侧电池仓。l小心插入和拔出，插入前检查电池触点有无翘起 。l机器人工作时可更换电池但要保证电池仓中电池 始终可满足机器人基本供电。机器人本题简述-电池及充电l控制面板的电源指示灯在电池保持11.5V以 上时保持绿色，随电压降低逐渐变为红色 。l当电池电压低于11.0V时，控制器触发蜂鸣 器报警，并切断与车载计算机连接，随后 发出关机指令，使计算机安全关闭，以保 证数据及计算机操作系统安全。机器人本题简述-电池及充电l本公司提供三种充电系统即800mA标准充电器4A 快速充电器以及自动充电坞。l采用4A充电器可实现快速充电，关机情况下3节 电池约需2-3小时，该充电器同时可满足开机状态 下充电及基本用电需求。l采用4A充电器建议使用2节或3节电池，1节电池 则有可能造成过充。l充电未满时充电器指示灯为橘红色，充满后显示 为绿色，关机充电时建议充满后拔掉该充电器。车载计算机系统l机器人配备一体式计算机主板，该主板具 有常规的键盘、鼠标、显示器接口，具有 10/100M自适应网卡，具有4个串口，2个 USB口，在PC104及PC104+扩展总线支持 下可扩展无线网卡、视频采集卡等设备。l车载计算机通过COM1口与控制器连接，直 接实现数据通信，该口第4线为控制器工作 模式信号，第9线为电源低指示信号。机器人与计算机系统连接方式TCM2电子罗盘lTCM2电子罗盘是集成了倾角仪、磁力计及 温度传感器及罗盘的小型罗盘系统，它占 用H8S的一个AUX口与其相连。lTCM2数据的读取可方便的通过SAPHIRA 或者ARIA实现。H8S控制器端口示意图H8S控制器-电源连接H8S控制器-串口引脚定义H8S内部串口引脚辅助串口引脚H8S用户扩展I/O接口Pioneer3机器人软件系统l机器人控制器软件系统l机器人客户端软件系统Pioneer3机器人控制器软件系统-AROSl ActivMedia Robotics Operating System（ AROS）是机器人H8S控制器中运行的软件 系统，机器人运行于C-S模式下。在这种模 式下，机器人的大多数低端操作任务都是 由AROS实现的， 如电机控制、声纳数据 、码盘数据的读取等，以满足ARIA、 SAPHIRA等客户端软件的查询要求。机器人C-S结构模式示意图Pioneer3机器人客户端软件系统lARIAlSAPHIRAARIA -ActivMedia Robotics Interface for ApplicationlARIA是为ActivMedia开发的，面向对象的 ，用于机器人控制的应用程序接口系统。 该系统基于C+语言，是一个可以简单、方 便的用于先锋系列机器人的运动控制以及 传感器操作的客户端软件。该软件具有强 大的功能和适应性，是机器人高端软件编 写的理想选择，包括SAPHIRA在内的先锋 机器人基本软件系统都是以ARIA为基础的 。SAPHIRAlSAPHIRA最初是由SRI实验室开发的一套 可视化的，方便的用于机器人及其传感器 操作的软件。其具有菜单操作方式，可视 化的窗口界面，具有键盘直接控制、命令 方式以及程序调用等模式进行操作。特别 是其可编程模式的使用对于机器人的算法 验证以及系统测试非常方便。SAPHIRA-工作原理SAPHIRA-基本概念l Micro-Tasking OSl State Reflectorl User Routinesl Packet CommunicationsSAPHIRA-工作模式l直接电机控制l动作控制l行为控制lColbet文件的调入SAPHIRA-界面