14、人形机器人CAN网络消息调度及高效Java RMI技术解析

人形机器人CAN网络消息调度及高效Java RMI技术解析

人形机器人CAN网络消息调度

1. 研究背景与动机
   人形机器人作为双足机器人，外形和能力近似人类，适合在为人类设计的环境中与人合作。然而，双足机器人控制难度大，尤其是动态行走时稳定性差。理想的人形机器人应具备自主系统架构，能与人类协作完成危险工作。但控制单元安装困难，需满足性能和结构要求。因此，提出基于CAN的分布式控制系统，该系统具有高效控制、快速计算和通信的特点。
2. 基本配置
   设计的人形机器人有21个自由度，包括腿部各6个、手臂各3个、主体1个和头部2个。每个关节有独立控制单元，用于驱动执行器、采集传感器数据并与主控制器通信。为实现分布式控制，采用无线局域网连接PC模拟器和主控制器，CAN用于主控制器与关节控制器通信。脚部安装力传感器测量地面反作用力，计算零力矩点（ZMP）位置；躯干安装陀螺仪传感器测量机器人方向。相关基本规格如下表所示：
   | 项目 | 详情 |
   | ---- | ---- |
   | 自由度 | 21个（腿部各6个、手臂各3个、主体1个、头部2个） |
   | 传感器 | 脚部力传感器、躯干陀螺仪传感器 |
   | 通信方式 | 无线局域网、CAN |
3. 分布式架构
   • 主控制器 ：包含三种CPU，32位RISC CPU控制整体操作，配套DSP处理器用于逆运动学计算和轨迹规划的快速计算，还安装了CAN控制器芯片。有64M SDRAM，可通过多媒体卡扩展内