嵌入式与机器人

一、嵌入式与机器人

姓名：岳知润                     学号：               学院：电子工程学院

【嵌牛导读】 本文将阐述嵌入式与机器人的关系

【 嵌牛鼻子 】嵌入式、机器人

【 嵌牛提问 】嵌入式在机器人系统中如何应用

【 嵌牛正文 】

以嵌入式计算机为核心的嵌入式系统（Embedded System）是继IT网络技术之后，又一个新的技术发展方向，它以其强大而灵活的可应用性得到了计算机、通信和信息等产业的广泛认可，已被广泛应用在工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能管理系统、网络及电子商务、环境监测和机器人控制等领域。嵌入式系统的出现与发展将真正实现计算机的“无处不在”。

机器人技术的发展从来就是与嵌入式系统的发展紧密联系在一起的，机器人技术的研究就是嵌入式技术的应用，而嵌入式技术的发展必定促进机器人智能化水平。70年代中期以后，由于智能控制理论的发展和微处理器的出现，机器人逐渐成为研究的热点，并且获得了长足的发展。目前，嵌入式系统在机器人控制系统被广泛采用。

嵌入式系统在机器人中的应用

嵌入式控制器越来越微型化、功能化。微型机器人、特种机器人等也获得更大的发展机遇，无论从控制系统的结构还是机器人的智能程度方面都得到了很大的提高。以索尼的机器狗为代表的智能机器宠物是最典型的嵌入式机器人控制系统，除了能够实现复杂的运动功能，它还具有图像识别、语音处理等高级人机交互功能，它可以模仿动物的表情和运动行为。火星车也是一个典型例子，这个价值10亿美金的技术高度密集移动机器人，采用的是VxWorks 操作系统，它可以在不与地球联系的情况下自主工作。下面从运动控制系统、远程控制、视频监控系统三个方面分析嵌入式系统在机器人中的应用情况。

机器人的运动控制部分一般采用ARM 7来完成，主要是由于整个系统对实时性要求较高，利用ARM 7来专门控制伺服能更好的满足要求。

嵌入式系统在机器人应用中的发展趋势

随着网络技术的日益成熟，支持网络功能的嵌入式产品将得到越来越广泛的应用，这不仅将成为嵌入式系统发展的一个热点，也将是机器人技术的一个研究热点，基于嵌入式系统的机器人技术的未来的研究有以下几点趋势：

（1） 高集成度、低功耗、小型化。随着嵌入是系统的微型化、智能化，机器人将朝着高智能化、高集成度、小型化方向发展；

（2） 提供方便、快捷的人机界面。嵌入式系统被广泛使用，主要原因是它的多媒体人机界面的方便、快捷，这将使机器人的操作更加方便快捷、人性化；

（3） 远程控制必成为趋势。

总结

嵌入式系统在机器人控制系统中起到了极为重要的作用，特别是在运动控制视频图像采集、传送和显示与监测方面起到了很重要的作用，是整个控制系统的实时性、正确性得到保证的关键。在嵌入式技术的支持以及多媒体网络技术的支持下，对机器人进行远程控制与监测将会成为现实，并且随着嵌入式系统以及多媒体网络技术的进一步发展，机器人技术将会有着更广阔的发展空间。

二、嵌入式程序员从哪里能获得奖杯

嵌入式程序员可以从技能大赛中获得奖杯。2019年全国职业院校技能大赛高职组“嵌入式技术应用开发”赛项在陕西咸阳落下帷幕。来自全国28个省（市）的98支代表队（含一支境外代表队）参加了本次比赛，我院参赛队的比赛成绩在98支代表队中名列前茅，荣获一等奖。所以嵌入式程序员的前途还很大，而且也容易所得奖杯。

三、不属于机器人比赛的项目

近日，教育部公示2022―2025学年面向中小学生的全国性竞赛活动名单，那今天小瓦特就盘点一下中小学生可以参加的机器人竞赛项目。

首选是国内的白名单比赛。

第一个，全国青少年人工智能创新挑战赛。硬件方面有单面机创意挑战赛以及机器人综合挑战赛。具体的比赛项目还是得看今年公布的参赛说明了。



全国青少年人工智能创新挑战赛

第二个，全国中小学信息技术创新与实践大赛，也就是NOC。这个比赛中，机器人的项目也是挺多的，比如人形机器人任务挑战，模块化机器人竞技，机器人工程任务挑战等等。



全国中小学信息技术创新与时间大赛

第三个，世界机器人大赛，简称WRC。连续入围了教育部办公厅公布的面向中小学生的全国性竞赛活动名单。包含5大机器人赛项，共融机器人挑战赛，BCI脑控机器人大赛、空间机器人大赛、机器人应用大赛、青少年机器人设计大赛。



世界机器人大赛

第四个，少年硅谷－全国青少年人工智能教育成果展示大赛。这里面智能机器人竞技项目就有四项。包括极速救援挑战赛、无人机非控创意挑战赛智能机器人深空探索挑战赛和创意机器人竞技挑战赛，参赛项目还是挺多的。



全国青少年人工智能教育成果展示大赛

还有一个机器人比赛－中国青少年机器人竞赛，简称CARC。2020年入选过教育部白名单赛事。由中国科协和承办省人民政府共同主办，虽然近几年没有入选上教育部白名单赛事，但是赛事知名度和含金量还是比较高的。



中国青少年机器人竞赛

再说说国际的机器人赛事吧！

国际、世界、全球，你是不是经常看到打着这些零头名头的机器人比赛？今天我们就从主办方是否为正规的国际组织、参加比赛的国家和人数的规模、是否有知名企业背书？这三个维度对市面上的国际机器人比赛进行一个盘点。看看到底哪些是真国际，哪些是伪国际，供大家参考。

NO.1. FIRST联盟系列机器人竞赛。FIRST联盟是一个在美国成立的非营利性教育组织，FIRST的意思就是对科学技术的认知与启发。FIRST非常强调赛事的价值观，且将价值观纳入了比赛的评分，旗下有三大赛事。面向4-16岁的FLL，面向初高中的FTC、FRC。是全球最具影响力的机器人赛事。FLL是乐高和FIRST共同发起的比赛，也是乐高和中央电化教育馆合作，进入全国中小学信息素养提升实践活动的比赛。FRC是目前机器人教育领域难度级别最高的机器人比赛，比赛获奖证书，国内外很多顶尖名校都承认。



FIRST系列机器人竞赛

NO.2 VEX机器人竞赛。主办方美国机器人教育竞赛基金会。简称REC，是美国的一个非营利性组织，美国航天局赞助。比赛分为三个组别，面向小学的VEX-IQ。面向初高中的VEX-VRC，面向18岁以上的VEX-U。2016年的比赛人数还被载入过吉尼斯世界纪录。同样，作为全球顶级的机器人赛事，他的比赛获奖证书啊，国内外很多顶尖的校也都承认。

家长们，如果要给孩子报名国际性的比赛，这两个是首选，如果您的孩子学的就是乐高和vex的课程。一定要报名参加这两个比赛。



VEX机器人竞赛

接下来大家看到的这些比赛是国际性质一般，但还不能称之为伪国际的比赛。



这些比赛要么就是主办方弱一些，比如说上面两个提到奥林匹克，但均不属于国际奥林匹克体系的比赛。要么就是规模相较于VEX和FIRST还有一定的差距，但是国际属性还是有一些的。如果VEX和FIRST比赛你们参加不了，参加这些比赛也还是可以的.

最后大家看到的这几个比赛的国际性质有待验证。



我们称之为伪国际。这些比赛要么就是国内机器人品牌办法的，要么就是国内的一些民间组织办的。在国际上的影响量很一般，不推荐。

孩子现在学的就是机器人，是不是上面的比赛都能参加呢？答案肯定不是都能参加的。主要原因：

首先，机器人竞赛参赛费用还是挺高的，从场景道具要成本，然后每个孩子的器材也是成本，平均组一个队的成本就要3到4万。所以机器人的比赛通常是非常烧钱的。

其次，每个比赛所要求的器材其实是不同的，大赛的组织方通常是指定器材来参赛，而多种器材会导致成本过高，而且不同的器材对应不同搭建机器人的方法和程序，所以这样又加大了参赛的学习成本。

最后，由于机器人竞赛太多了，几乎每个月都有好几场比赛，因此比赛证书含金量参差不齐，没必要每个机器人比赛都需要参加