Windows CE在智能机器人平台上的应用

摘要

随着嵌入式系统软硬件技术的发展，其低功耗，小尺寸，实时性高及系统冗余少的特点，越来越多的应用在了机器人的开发上面。正是希望利用嵌入式的这些特点，本文研究了WindowsCE嵌入式操作系统在智能机器人平台上的应用，内容包括嵌入式操作系统的定制、硬件资源配置和基于USB的摄像头驱动程序开发，同时也封装了一个激光类用于控制激光和采集数据。 本文首先介绍了课题背景，并举例介绍了几款采用WindowsCE的机器人。接着本文对目前比较流行的4款嵌入式操作系统进行分析比较，重点分析了WindowsCE的体系结构。根据嵌入式机器人平台对操作系统的要求，本文成功地进行了WindowsCE嵌入式系统的定制，并且根据具体的硬件环境，对操作系统的驱动和注册表部分进行了修改，内容包括256MBRAM的支持，4串口支持，HIVE注册表启动等。同时，也添加了自主开发的USB摄像头驱动。 由于机器人平台的视觉方案采用的是USB摄像头，其驱动程序的开发也是本文的另一个重点。本文分析了WindowsCE下的USB驱动模型，重点分析了必要驱动函数的调用关系，并采用流接口方法成功实现了USB摄像头的驱动程序。作为机器人平台，激光传感器是采用较多的一种传感器，本文针对德国SICK公司的LMS200室内激光传感器，封装了一个激光类用于控制激光和采集数据。根据实际的运行效果，肯定了WindowsCE在机器人上的成功应用，并指出了系统存在的不足。

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第一章绪论

1.1嵌入式机器人课题概述

1.2基于嵌入式Windows CE系统机器人概述

1.2.1 Cornell University的飞行机器人

1.2.2 Cornell University的RoboCup机器人

1.2.3日本富士通公司开发的商用电话遥控机器人MARON-1

1.3本文的主要工作

第二章嵌入式操作系统概述

2.1嵌入式操作系统

2.2常用的嵌入式操作系统

2.2.1 Palm OS

2.2.2嵌入式Linux

2.2.3 VxWorks

2.2.4 Windows CE

2.3嵌入式操作系统之间的比较

2.3.1 Linux OS与Windows CE的比较

2.3.2 Palm OS与Windows CE的比较

第三章Windows CE系统及定制

3.1 Windows CE系统

3.1.1系统模型

3.1.2系统注册表

3.1.3进程和线程

3.1.4内存管理

3.2 Platform Builder和Embedded Visual C++

3.2.1 Platform Builder

3.2.2 Embedded Visual C++

3.3系统定制及参数配置

3.3.1操作系统内核定制

3.3.2参数配置

第四章USB驱动开发

4.1 USB总线协议

4.1.1总线拓扑结构

4.1.2 USB的物理层

4.1.3端点(endpoint)和管道(pipe)

4.1.4 USB的传输方式

4.2 USB设备驱动模型

4.3 USB设备驱动程序编写

4.3.1必需的驱动函数

4.3.2注册表设置

4.4 Windows CE下的USB摄像头驱动实现

第五章激光传感器模块

5.1 LMS200介绍

5.2 LMS通信协议

5.2.1 LMS200物理接口定义

5.2.2 LMS200通信报文

5.2.3 LMS200常用命令/应答

5.3 LMS激光类开发

第六章结束语

参考文献

致谢

附录1 CRC16校验算法的实现函数

作者简介