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一种机器人移动控制方法及其系统

阅读:1021发布:2020-05-26

专利汇可以提供一种机器人移动控制方法及其系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 属于 机器人 技术领域,尤其涉及一种机器人移动控制方法,包括模板以下步骤:S101;机器人模 块 根据装载的 传感器 感知 周围的环境状况,并通过CDD摄像头进行拍摄图像;S103;CCD摄像头拍摄的图像经过视频调制发射、接收装置,一路信息传送至上位机模块的 图像采集 卡上完成A\D转换,得到的数字图像信息由计算机进行处理和识别,另一路信息通过视频处理卡使作业环境实况图像在显示器上进行显示;S105;通过上位机模块发出控制指令,经无线射频将指令输送至机器人模块,并通过机器人模块的 单片机 进行解码;S107;解码后的机器人模块由 电机 驱动模块 驱动电机 来实现机器人车体的全方位行走。,下面是一种机器人移动控制方法及其系统专利的具体信息内容。

1.一种机器人移动控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
S101;机器人模根据装载的传感器感知周围的环境状况,并通过CDD摄像头进行拍摄图像;
S103;CCD摄像头拍摄的图像经过视频调制发射、接收装置,一路信息传送至上位机模块的图像采集卡上完成A\D转换,得到的数字图像信息由计算机进行处理和识别,另一路信息通过视频处理卡使作业环境实况图像在显示器上进行显示;
S105;通过上位机模块发出控制指令,经无线射频将指令输送至机器人模块,并通过机器人模块的单片机进行解码;
S107;解码后的机器人模块由电机驱动模块驱动电机来实现机器人车体的全方位行走;
S109;根据声波传感器实现对周围的探测,机器人得到外部障碍物的距离信息,随后进行模糊控制处理;
S111;控制器模块进行处理后,输出驱动脉冲,控制机器人的运动,机器人每运动一步又造成了外部环境的相对改变,超声波传感器不停的探测外部的环境,机器人根据探测结果做出相应的调整。
2.根据权利要求1所述的一种机器人移动控制方法,其特征在于,所述模糊控制处理由模糊输入接口、模糊推理模块和模糊输出接口组成,所述模糊输入接口的功能是实现精确量的模糊化,即把物理量的精确值转换成语言变量值;模糊推理模块的主要功能是模仿人的思维特征,根据总结人工控制策略取得的语言控制规划进行模糊处理,并决策出模糊输出控制量。
3.一种机器人移动控制系统,其特征在于,包括上位机模块(1)、无线通信与视频传输模块(2)和机器人模块(3),所述无线通信与视频传输模块(2)与所述上位机模块(1)和所述机器人模块(3)连接,所述上位机模块(1)与所述机器人模块(3)连接,所述无线通信与视频传输模块(2)包括信息模块(4)和图像模块(5),所述机器人模块(3)包括单片机(6)、PWM模块(7)、光电编码器(8)和CDD模块(9),所述信息模块(4)和所述图像模块(5)均与上位机模块(1)连接,所述信息模块(4)包括环境模块(10)和行为模块(11)。
4.根据权利要求3所述的一种机器人移动控制系统,其特征在于,所述单片机(6)内部包括感知模块(12)、控制器模块(13)、电机驱动模块(14)和电源模块(15)。
5.根据权利要求4所述的一种机器人移动控制系统,其特征在于,所述感知模块(12)由传感器和芯片组成,且所述传感器为超声波和红外传感器,所述超声波传感器用于测量障碍物的距离信息,并进行模糊控制处理。
6.根据权利要求4所述的一种机器人移动控制系统,其特征在于,所述电源模块(15)内部有电源稳压电路,所述电源稳压电路包括稳压芯片U1、电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1、开关S1、二极管D1、电源U2和电源U3,所述稳压芯片U1的引脚A1分别与所述电容C1、电容C2、二极管D1的负极、电容C3、电源U2和电源U3的一端连接并接地,所述稳压芯片U1的引脚A2分别与所述电容C2的另一端、电阻R1、电容C3的另一端和电源U2的另一端连接,所述电阻R1的另一端与所述二极管D1的正极连接,所述稳压芯片U1的引脚A3分别与所述电容C1的另一端和开关S1的一端连接,所述开关S1的另一端与所述电源U3的一端连接,所述电源U3的另一端与所述电容C1的一端连接。
7.根据权利要求4所述的一种机器人移动控制系统,其特征在于,所述控制器模块(13)包括任务管理模块(16)、实时监控模块(17)和信息管理模块(18)。
8.根据权利要求7所述的一种机器人移动控制系统,其特征在于,所述任务管理模块(16)包括系统初始化模块、I\O口读写模块和运动控制及实现模块。
9.根据权利要求7所述的一种机器人移动控制系统,其特征在于,所述实时监控模块(17)包括状态监控模块、故障警报模块和传感器管理模块。
10.根据权利要求7所述的一种机器人移动控制系统,其特征在于,所述信息管理模块(18)包括通信管理模块、控制指令解析模块和信息库管理模块。

说明书全文

一种机器人移动控制方法及其系统

技术领域

[0001] 本发明属于机器人技术领域,尤其涉及一种机器人移动控制方法及其系统。

背景技术

[0002] 移动机器人是自动执行特定工作的机器装置。它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。这类移动机器人可用在室内或室外,可用于工业、商业或家庭,可用于取代保安巡视、取代迎宾员或点餐员、或取代人们清洁地面,还可用于家庭陪伴、辅助办公等。
[0003] 不过现在的机器人移动控制的方式精度不高,同时也不方便进行人机交互,进而使得机器人控制的精度大大的降低。

发明内容

[0004] 本发明针对上述的问题,提供了一种机器人移动控制方法及其系统。
[0005] 根据本发明的一个方面,提供了一种机器人移动控制方法,包括以下步骤:S101;机器人模根据装载的传感器感知周围的环境状况,并通过CDD摄像头进行拍摄图像;
S103;CCD摄像头拍摄的图像经过视频调制发射、接收装置,一路信息传送至上位机模块的图像采集卡上完成A\D转换,得到的数字图像信息由计算机进行处理和识别,另一路信息通过视频处理卡使作业环境实况图像在显示器上进行显示;
S105;通过上位机模块发出控制指令,经无线射频将指令输送至机器人模块,并通过机器人模块的单片机进行解码;
S107;解码后的机器人模块由电机驱动模块驱动电机来实现机器人车体的全方位行走;
S109;根据声波传感器实现对周围的探测,机器人得到外部障碍物的距离信息,随后进行模糊控制处理;
S111;控制器模块进行处理后,输出驱动脉冲,控制机器人的运动,机器人每运动一步又造成了外部环境的相对改变,超声波传感器不停的探测外部的环境,机器人根据探测结果做出相应的调整。
[0006] 作为优选,所述模糊控制处理由模糊输入接口、模糊推理模块和模糊输出接口组成,所述模糊输入接口的功能是实现精确量的模糊化,即把物理量的精确值转换成语言变量值;模糊推理模块的主要功能是模仿人的思维特征,根据总结人工控制策略取得的语言控制规划进行模糊处理,并决策出模糊输出控制量。
[0007] 根据本发明的另一个方面,提供了一种机器人移动控制系统,包括上位机模块、无线通信与视频传输模块和机器人模块,所述无线通信与视频传输模块与所述上位机模块和所述机器人模块连接,所述上位机模块与所述机器人模块连接,所述无线通信与视频传输模块包括信息模块和图像模块,所述机器人模块包括单片机、PWM模块、光电编码器和CDD模块,所述信息模块和所述图像模块均与上位机模块连接,所述信息模块包括环境模块和行为模块。
[0008] 作为优选,所述单片机内部包括感知模块、控制器模块、电机驱动模块和电源模块。
[0009] 作为优选,所述感知模块由传感器和芯片组成,且所述传感器为超声波和红外传感器,所述超声波传感器用于测量障碍物的距离信息,并进行模糊控制处理。
[0010] 作为优选,所述电源模块内部有电源稳压电路,所述电源稳压电路包括稳压芯片U1、电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1、开关S1、二极管D1、电源U2和电源U3,所述稳压芯片U1的引脚A1分别与所述电容C1、电容C2、二极管D1的负极、电容C3、电源U2和电源U3的一端连接并接地,所述稳压芯片U1的引脚A2分别与所述电容C2的另一端、电阻R1、电容C3的另一端和电源U2的另一端连接,所述电阻R1的另一端与所述二极管D1的正极连接,所述稳压芯片U1的引脚A3分别与所述电容C1的另一端和开关S1的一端连接,所述开关S1的另一端与所述电源U3的一端连接,所述电源U3的另一端与所述电容C1的一端连接。
[0011] 作为优选,所述控制器模块包括任务管理模块、实时监控模块和信息管理模块。
[0012] 作为优选,所述任务管理模块包括系统初始化模块、I\O口读写模块和运动控制及实现模块。
[0013] 作为优选,所述实时监控模块包括状态监控模块、故障警报模块和传感器管理模块。
[0014] 作为优选,所述信息管理模块包括通信管理模块、控制指令解析模块和信息库管理模块。
[0015] 与现有技术相比,本发明的优点和积极效果在于,1、本发明整体结构简单,可以对机器人进行更加精确的控制,方便实现人机交互,使得机器人运动的效率更高。
附图说明
[0016] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017] 图1为实施例1提供的机器人移动控制方法流程图;图2为实施例1提供的机器人移动控制系统的控制框图
图3为实施例1提供的单片机内部的框图;
图4为实施例1提供的控制器模块的框图;
图5为实施例1提供的电源模块内部稳压电路的电路图;
以上各图中,1、上位机模块;2、无线通信与视频传输模块;3、机器人模块;4、信息模块;
5、图像模块;6、单片机;7、PWM模块;8、光电编码器;9、CDD模块;10、环境模块;11、行为模块;
12、感知模块;13、控制器模块;14、电机驱动模块;15、电源模块;16、任务管理模块;17、实时监控模块;18、信息管理模块。

具体实施方式

[0018] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0019] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
[0020] 实施例1,如图1所示,本发明提供了一种机器人移动控制方法,包括以下步骤:S101;机器人模块根据装载的传感器感知周围的环境状况,并通过CDD摄像头进行拍摄图像;
S103;CCD摄像头拍摄的图像经过视频调制发射、接收装置,一路信息传送至上位机模块的图像采集卡上完成A\D转换,得到的数字图像信息由计算机进行处理和识别,另一路信息通过视频处理卡使作业环境实况图像在显示器上进行显示;
S105;通过上位机模块发出控制指令,经无线射频将指令输送至机器人模块,并通过机器人模块的单片机进行解码;
S107;解码后的机器人模块由电机驱动模块驱动电机来实现机器人车体的全方位行走;
S109;根据超声波传感器实现对周围的探测,机器人得到外部障碍物的距离信息,随后进行模糊控制处理;
S111;控制器模块进行处理后,输出驱动脉冲,控制机器人的运动,机器人每运动一步又造成了外部环境的相对改变,超声波传感器不停的探测外部的环境,机器人根据探测结果做出相应的调整。
[0021] 进一步的,所述模糊控制处理由模糊输入接口、模糊推理模块和模糊输出接口组成,所述模糊输入接口的功能是实现精确量的模糊化,即把物理量的精确值转换成语言变量值;模糊推理模块的主要功能是模仿人的思维特征,根据总结人工控制策略取得的语言控制规划进行模糊处理,并决策出模糊输出控制量。
[0022] 实施例2,如图2-5所述,本发明提供了一种机器人移动控制系统,包括上位机模块1、无线通信与视频传输模块2和机器人模块3,所述无线通信与视频传输模块2与所述上位机模块1和所述机器人模块3连接,所述上位机模块1与所述机器人模块3连接,所述无线通信与视频传输模块2包括信息模块4和图像模块5,所述机器人模块3包括单片机6、PWM模块
7、光电编码器8和CDD模块9,所述信息模块4和所述图像模块5均与上位机模块1连接,所述信息模块4包括环境模块10和行为模块11。
[0023] 进一步的,所述单片机6内部包括感知模块12、控制器模块13、电机驱动模块14和电源模块15;控制器模块13作为整个控制系统的核心,主要进行数据分析处理,发出各种控制信号,协调各个模块工作,已完成各预定功能;电机驱动模块14主要负责机器人的左右轮的单独驱动,电源模块15主要为机器人提供能源供给,保障系统的稳定运行。
[0024] 进一步的,所述感知模块12由传感器和芯片组成,且所述传感器为超声波和红外传感器,所述超声波传感器用于测量障碍物的距离信息,并进行模糊控制处理,超声波传感器分别用于检测移动机器人前后左右的障碍物。
[0025] 进一步的,所述电源模块15内部有电源稳压电路,所述电源稳压电路包括稳压芯片U1、电容C1、电容C2、电容C3、电阻R1、开关S1、二极管D1、电源U2和电源U3,所述稳压芯片U1的引脚A1分别与所述电容C1、电容C2、二极管D1的负极、电容C3、电源U2和电源U3的一端连接并接地,所述稳压芯片U1的引脚A2分别与所述电容C2的另一端、电阻R1、电容C3的另一端和电源U2的另一端连接,所述电阻R1的另一端与所述二极管D1的正极连接,所述稳压芯片U1的引脚A3分别与所述电容C1的另一端和开关S1的一端连接,所述开关S1的另一端与所述电源U3的一端连接,所述电源U3的另一端与所述电容C1的一端连接。
[0026] 进一步的,所述控制器模块13包括任务管理模块16、实时监控模块17和信息管理模块18。
[0027] 进一步的,所述任务管理模块16包括系统初始化模块、I\O口读写模块和运动控制及实现模块;任务管理模块16为整个机器人模块3系统的正常运行提供最必要的方便,系统初始化模块用于设定各芯片、存储器和程序的最初状态;I\O口读写模块为机器人各功能块的信息传递提供通道,机器人运动控制及实现模块负责对机器人动作的控制命令。
[0028] 进一步的,所述实时监控模块17包括状态监控模块、故障警报模块和传感器管理模块;状态监控模块负责机器人各状态数据的正常显示、图形化或者存储;故障警报模块监视各个模块的运行,出现异常时负责报警;传感器管理模块完成传感器参数的设置、传感器数据的管理。
[0029] 进一步的,所述信息管理模块18包括通信管理模块、控制指令解析模块和信息库管理模块,通过信息管理模块18提供整个信息服务程序的编程管理,程序的启动和终止。
[0030] 为了方便理解本发明的上述技术方案,以下就本发明在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。
[0031] 在实际应用时,通过机器人模块3的感知模块12可以根据外界的环境变化进行探测,并通过无线通信与视频传输模块2输送至上位机模块1,方便通过显示屏进行实时的显示,从而更加方便人们的操作和控制,提高机器人控制的效率,同时更加利于机器人的安全和使用。
[0032] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域,但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。
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