第2章 KNR控制器與機器人平臺介紹

1.實驗目的

認識KNR機器人控制系統與Matrix機器人平臺。
學習KNR控制器的介面連線與操作。

2.原理說明

2.1 KNR機器人控制系統

KNR機器人控制系統為一套適用於教學、競賽、機器人開發等應用領域的機器人開發平臺，讓使用者可輕鬆整合感測器、馬達、金屬機構與應用軟體。使用 NI Single-Board RIO嵌入式系統以及NI LabVIEW為核心，KNR機器人控制系統同時提供了易於使用且功能強大的軟硬體元件。一旦熟悉了KNR的基本操作，可快速實現更進階的機器人專題或應用，獲得更好的機器人應用經驗，從機器人競賽的開發平臺、學校的教學實驗到專題設計時的創意開發，都可以快速地利用KNR來完成。

2.2 KNR的開發環境

KNR搭配NI LabVIEW來做應用程式的撰寫。LabVIEW擁有豐富的分析、訊號處理、控制、人機介面等函式庫與範例程式，可縮短應用程式開發的時間。KNR需搭配NI LabVIEW 2011（至少需要NI RIO 4.0以上），且電腦端需要安裝下列三個NI module才可達到基本功能，在安裝LabVIEW的過程中必須選擇安裝：

．LabVIEW Professional Development System
．LabVIEW FPGA Module
．LabVIEW Real-Time Module

KNR工具組中提供了KNR的軟體工具，包含必要的連線程式以及驅動程式，還有量身設計的高階程式API，讓使用者可以很方便地寫程式控制連接上KNR的感測器與馬達。KNR LabVIEW工具組包含以下工具：

．KNR Setup Utility
．KNR LabVIEW Toolkit
．LabVIEW FPGA Advanced Interface Tools

2.3 KNR機器人控制器的硬體配置與外部介面

KNR使用NI Single-Board RIO嵌入式系統做為控制核心，NI Single-Board RIO上內建處理器與記憶體，讓使用者可以輕鬆地把應用程式放到上面來執行。在通訊介面上也有豐富的支援，包含CAN、RS232、USB等介面，此豐富性讓KNR可應用的領域變得更豐富，例如某些雷射測距儀是透過RS232傳輸資料，使用者可快速地將其連接到KNR控制器上。除此之外，NI Single-Board RIO包含了可重複燒錄的FPGA晶片，提供給進階的使用者做更彈性的開發，例如使用者可以把機器人控制演算法放到FPGA晶片中做運算，即可降低處理器的負擔，獲得更快的反應時間。