一种多功能语音视频操作机器车及其控制方法与流程

本发明涉及智能控制技术领域，具体是一种多功能语音视频操作机器车及其控制方法。

背景技术：

现有技术中，一般履带车，它包括六自由度机械臂、履带车电机驱动模块、履带车双电机、主动轮、履带、从动轮和车体，所述履带车双电机由履带车双电机驱动模块控制，履带车双电机驱动主动轮，主动轮通过履带驱动从动轮；所述六自由度机械臂包括六个MG996R数字舵机、金属支架和机械爪；MG996R数字舵机是一个拥有500-2500的控制值范围的伺服电机，MG996R数字舵机可以接收并执行单片机发出的命令信号，以实现六自由度机械臂中某个维度的转动操作；金属支架和机械爪可以起到稳定、支撑和灵活抓取的作用。但尚有不足，现有的履带车无法解决远程视频控制和语音对话操作问题，它无法为机器车提供可靠的现场情况，因此无法实现对其远程精确控制。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种多功能语音视频操作机器车及其控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多功能语音视频操作机器车，包括履带车本体、远程PC控制台、Wifi视频传输模块、无线语音传输模块和单片机控制模块；

所述履带车本体，它包括六自由度机械臂、履带车电机驱动模块、履带车双电机、主动轮、履带、从动轮和车体；所述六自由度机械臂包括六个MG996R数字舵机、金属支架和机械爪；

所述远程PC控制台，它包括PC上位机和PS2无线手柄；所述PC上位机用于接收wifi视频传输模块发送的视频信号，以及无线语音传输模块发送的语音信号；所述PS2无线手柄由PS2无线手柄控制端和PS2无线手柄接收端组成，PS2无线手柄控制端与PC上位机连接，PS2无线手柄接收端与单片机控制模块连接；PS2无线手柄控制端发出的操作信号由PS2无线手柄接收端接收并传输给单片机控制模块；

所述Wifi视频传输模块，它包括用于采集履带车本体周围视频数据的光学摄像头，以及与远程PC控制台通讯的Wifi无线路由器；Wifi无线路由器用于将采集的视频数据传输给远程PC控制台；

所述无线语音传输模块，用于PC控制台处与履带车本体处的双向语音交互；

所述单片机控制模块，设有PS2无线手柄接收端接口，用于连接PS2无线手柄接收端；还设有所述MG996R数字舵机接口，用于连接六自由度机械臂的六个MG996R数字舵机；所述单片机控制模块还用于控制履带车双电机驱动模块，进而控制履带车双电机。

作为本发明进一步的方案：所述无线语音传输模块，它是由语音采集端、无线语音传输端、无线语音接收端、语音信号放大端和语音播放端组成的双向无线语音传输模块；语音采集端采集的语音信号经过无线语音传输端发送给与无线语音接收端，无线语音接收端将接收语音信息并经过语音信号放大端放大，通过语音播放端进行播放。

作为本发明进一步的方案：所述无线语音传输端和无线语音接收端采用MA2400语音芯片制成。

作为本发明进一步的方案：所述单片机控制模块，它包括STC12CA60S2单片机、LM2940稳压芯片、TB6612FNG电机驱动芯片；所述LM2940稳压芯片的电压输出端口3输出5V电压给STC12CA60S2单片机和TB6612FNG电机驱动芯片，STC12CA60S2单片机的引脚43连接TB6612FNG电机驱动芯片的引脚23，STC12CA60S2单片机的引脚41连接TB6612FNG电机驱动芯片的引脚22，STC12CA60S2单片机的引脚40连接TB6612FNG电机驱动芯片的引脚21，STC12CA60S2单片机的引脚1连接TB6612FNG电机驱动芯片的引脚17，STC12CA60S2单片机的引脚2连接TB6612FNG电机驱动芯片的引脚16，STC12CA60S2单片机的引脚44连接TB6612FNG电机驱动芯片的引脚15；所述STC12CA60S2单片机通过P00-P05六个IO口连接六自由度机械臂的六个MG996R数字舵机，MG996R数字舵机从STC12CA60S2单片机处接收命令信号，执行相应动作，进而实现六自由度机械臂中某个维度的转动操作；所述STC12CA60S2单片机与履带车双电机驱动模块连接，用于控制履带车双电机驱动模块，进而控制履带车双电机；所述STC12CA60S2单片机上还设有PS2无线手柄接收端接口，用于连接PS2无线手柄接收端。

所述多功能语音视频操作机器车的控制方法，根据PC上位机接收的视频信号和/或语音信号，操作PS2无线手柄控制端，PS2无线手柄控制端发出的操作信号由PS2无线手柄接收端接收，单片机控制模块根据操作信号控制六自由度机械臂舵机模块或者履带车双电机进行相应动作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明采用一款PS2无线控制手柄，它具有控制操作无延迟，无线传输距离远的特点，远程PC控制台使用其控制多功能语音视频操作机器车的抓取和行驶动作，控制效果好。

(2)本发明采用一款高清晰度光学摄像头，通过此摄像头来监测多功能语音视频操作机器车周围环境，以判断其行进方向并控制其及时避开障碍物，使用效果好。

(3)本发明采用一款高保真MA2400无线语音传输芯片，它是2.4GHz无线语音双工双向语音传输装置，具有自动调频，体积小，抗干扰能力强，空旷地方通话距离可达500米-1000米，实现了远程PC控制台和多功能语音视频操作机器车的远程语音交流。

附图说明：

图1是本发明多功能语音视频操作机器车的原理框图。

图2为本发明中单片机控制模块的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种多功能语音视频操作机器车，包括履带车本体、远程PC控制台、Wifi视频传输模块、无线语音传输模块和单片机控制模块。

本发明中，所述履带车本体，它包括六自由度机械臂、履带车电机驱动模块、履带车双电机、主动轮、履带、从动轮和车体，所述履带车双电机由履带车双电机驱动模块控制，履带车双电机驱动主动轮，主动轮通过履带驱动从动轮；所述六自由度机械臂包括六个MG996R数字舵机、金属支架和机械爪；MG996R数字舵机是一个拥有500-2500的控制值范围的伺服电机，MG996R数字舵机可以接收并执行单片机发出的命令信号，以实现六自由度机械臂中某个维度的转动操作；金属支架和机械爪可以起到稳定、支撑和灵活抓取的作用。

本发明中，所述远程PC控制台，它包括PC上位机和PS2无线手柄；所述PC上位机用于接收wifi视频传输模块发送的视频信号，以及无线语音传输模块发送的语音信号；所述PS2无线手柄由PS2无线手柄控制端和PS2无线手柄接收端组成，PS2无线手柄控制端与PC上位机连接，PS2无线手柄接收端与单片机控制模块连接；PS2无线手柄控制端发出的操作信号由PS2无线手柄接收端接收并传输给单片机控制模块。

本发明中，所述Wifi视频传输模块，它包括用于采集履带车本体周围视频数据的光学摄像头，以及与远程PC控制台通讯的Wifi无线路由器；Wifi无线路由器用于将采集的视频数据传输给远程PC控制台，实现远程视频监控。

本发明中，本发明中，所述无线语音传输模块，它是由语音采集端、无线语音传输端、无线语音接收端、语音信号放大端和语音播放端组成的双向无线语音传输模块，用于PC控制台处与履带车本体处的双向语音交互；其中无线语音传输端和无线语音接收端采用MA2400语音芯片制成；语音采集端采用语音采集咪头采集语音信号，采集的语音信号经过无线语音传输端发送给与无线语音接收端，无线语音接收端通过MA2400语音芯片接收语音信息并经过语音信号放大端放大，通过语音播放端的喇叭进行播放。

本发明中，请参阅图2，所述单片机控制模块，它包括STC12CA60S2单片机、LM2940稳压芯片、TB6612FNG电机驱动芯片；所述LM2940稳压芯片的电压输出端口3输出5V电压给STC12CA60S2单片机和TB6612FNG电机驱动芯片，STC12CA60S2单片机的引脚43连接TB6612FNG电机驱动芯片的引脚23，STC12CA60S2单片机的引脚41连接TB6612FNG电机驱动芯片的引脚22，STC12CA60S2单片机的引脚40连接TB6612FNG电机驱动芯片的引脚21，STC12CA60S2单片机的引脚1连接TB6612FNG电机驱动芯片的引脚17，STC12CA60S2单片机的引脚2连接TB6612FNG电机驱动芯片的引脚16，STC12CA60S2单片机的引脚44连接TB6612FNG电机驱动芯片的引脚15；所述STC12CA60S2单片机通过P00-P05六个IO口连接六自由度机械臂的六个MG996R数字舵机，MG996R数字舵机从STC12CA60S2单片机处接收命令信号，执行相应动作，进而实现六自由度机械臂中某个维度的转动操作；所述STC12CA60S2单片机与履带车双电机驱动模块连接，用于控制履带车双电机驱动模块，进而控制履带车双电机；所述STC12CA60S2单片机上还设有PS2无线手柄接收端接口，用于连接PS2无线手柄接收端。

所述多功能语音视频操作机器车的控制方法，根据PC上位机接收的视频信号和/或语音信号，操作PS2无线手柄控制端，PS2无线手柄控制端发出的操作信号由PS2无线手柄接收端接收，单片机控制模块根据操作信号控制六自由度机械臂舵机模块或者履带车双电机进行相应动作。

具体实施例1：在启动多功能语音视频操作机器车前，先接通电源，然后启动相关模块开关；此时位于多功能语音视频操作机器车上的光学摄像头将对其周围的环境进行实时观测；同时开启PC上位机并连接位于多功能语音视频操作机器车上的Wifi无线路由器；光学摄像头拍摄的视频信息将通过wifi信号传输到PC上位机，工作人员可以通过PC上位机的观看到WiFi信号实时传回的多功能语音视频操作机器车周围的环境状况视频信息，然后可根据环境信息操作PS2无线手柄控制端；PS2无线手柄控制端上面有六对按键和两个方向摇杆，其中每对按键分别控制一个MG996R数字舵机的转动值的增加或者减小，以达到六自由度机械臂在某个方向维度上的转动；六对按键即可以控制整个六自由度机械臂的六个数字舵机，以实现其抓取动作；两个方向摇杆分别控制履带车的双电机，以控制履带车的行驶动作。

具体实施例2：工作人员可以PC上位机处的语音采集咪头，语音采集咪头采集到语音信号后，传输到无线语音传输发送端，无线语音传输发送端由一个MA2400语音芯片构成，它将对采集到的语音模拟信号进行数字化处理，即模拟语音信号转换为数字语音信号，然后通过发送端的天线发射出去；位于多功能语音视频操作车上面的无线语音传输接收端将接收到发送端传来的语音信号，然后MA2400语音芯片对接收到的数字语音信号转换模拟语音信号，由于语音信号较弱，其将再经过LM386音频放大器放大输出；由于该无线语音传输模块为双向全工工作模式，也就可以实现多功能语音视频操作车处和远程PC控制台处的双向语音互动；然后操作PS2无线手柄控制端；PS2无线手柄控制端上面有六对按键和两个方向摇杆，其中每对按键分别控制一个MG996R数字舵机的转动值的增加或者减小，以达到六自由度机械臂在某个方向维度上的转动；六对按键即可以控制整个六自由度机械臂的六个数字舵机，以实现其抓取动作；两个方向摇杆分别控制履带车的双电机，以控制履带车的行驶动作。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。