一种基于摄像头定位的室内机器人控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于摄像头定位的室内机器人控制系统，属于室内机器人控制系统技术领域。目的是提供一种可以准确实现机器人定位，提前预判机器人行走故障或障碍物碰撞的危险存在，能够提前采取措施处理的基于摄像头定位的室内机器人控制系统，包括微处理器，还包括分别与微处理器连接的摄像头模块、陀螺仪及加速度计模块、碰撞传感器模块、红外传感器模块、编码器、驱动电路，编码器连接电机驱动电路，碰撞传感器模块包括四个碰撞传感器，四个碰撞传感器安装于室内机器人本体上，驱动电路包括双轮电机驱动电路、电机电流检测电路及编码器电路。本实用新型的控制系统安装及使用方便，结构简单，尤其适合于室内工作的机器人使用。
【专利说明】
一种基于摄像头定位的室内机器人控制系统
技术领域
[0001]本实用新型具体涉及一种基于摄像头定位的室内机器人控制系统，属于室内机器人控制系统技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，工业机器人已经越来越多的被应用到工业生产中，机器人可以代替人工进行货物搬运、物料运输等工作，利用摄像头进行机器人定位，由于具备成本低廉、使用方便的优点，被广泛应用到机器人控制系统尤其是室内工作的机器人控制系统中，但是，在实际使用中，由于受到传感器能力的限制以及工作环境的影响，机器人控制系统经常出现无法判断机器人位置的问题，当行进方向有障碍物或机器人行走系统出现故障时，机器人不能及时制动，导致不能及时躲避障碍物，使得机器人与障碍物发生碰撞而导致损失。
【实用新型内容】
[0003]因此，本实用新型的目的是提供一种可以准确实现机器人定位，提前预判机器人行走故障或障碍物碰撞的危险存在，能够提前采取措施处理的基于摄像头定位的室内机器人控制系统，包括微处理器，所述室内机器人控制系统还包括分别与微处理器连接的摄像头模块、陀螺仪及加速度计模块、碰撞传感器模块、红外传感器模块、编码器、驱动电路，所述编码器连接电机驱动电路，所述碰撞传感器模块包括四个碰撞传感器，四个碰撞传感器安装于室内机器人本体上，所述驱动电路包括双轮电机驱动电路、电机电流检测电路及编码器电路。
[0004]进一步的，所述四个碰撞传感器安装于室内机器人本体上的前半部位。
[0005]进一步的，所述摄像头模块包括摄像头、存储芯片、稳压电路。
[0006]进一步的，所述陀螺仪及加速度计模块包括陀螺仪、加速度计、单片机。
[0007]进一步的，所述红外传感器模块包括红外发射电路及红外接收电路。
[0008]本实用新型的有益效果在于:本实用新型的一种基于摄像头定位的室内机器人控制系统，通过硬件结构的改进，避免了由于机器人控制系统定位能力差，不能提前预判碰撞危险而造成碰撞损失的问题，本实用新型的控制系统安装及使用方便，结构简单，尤其适合于室内工作的机器人使用。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的一种基于摄像头定位的室内机器人控制系统的结构示意图；
[0010]图2为图1中微处理器的电路图；
[0011]图3为图1中摄像头的驱动电路图；
[0012]图4为图1中碰撞传感器模块的电路图；
[0013]图5为图1中陀螺仪及加速度计模块的驱动电路图；
[0014]图6为图1中红外传感器模块的电路图；
[0015]图7为图1中驱动电路的电路图.
[0016]附图标记如下:1、微处理器;2、摄像头模块;3、陀螺仪及加速度计模块;4、碰撞传感器模块;5、红外传感器模块;6、编码器;7、驱动电路。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行说明:
[0018]如图1所示，一种基于摄像头定位的室内机器人控制系统，包括微处理器1，室内机器人控制系统还包括分别与微处理器I连接的摄像头模块2、陀螺仪及加速度计模块3、碰撞传感器模块4、红外传感器模块5、编码器6、驱动电路7，编码器6连接电机驱动电路7，碰撞传感器模块4包括四个碰撞传感器，四个碰撞传感器安装于室内机器人本体上，驱动电路7包括双轮电机驱动电路、电机电流检测电路及编码器电路。
[0019]微处理器I电路如图2所示，微处理器I用于接收和处理传感器接收到的信号并按照预先设定好的程序驱动电机运转控制机器人到达室内的预定位置。
[0020]摄像头模块2驱动电路如图3所示，摄像头用于将拍照获得的带有色块标识的图片信息记录下来并转换为八位影像数据存放于FIFO存储芯片中以便于微处理器进行调用，稳压电路用于提供摄像头模块正常工作所需要的电压。
[0021]碰撞传感器模块4电路如图4所示，安装于机器人前半部位的四个碰撞传感器，四个方位分别为左方、左前方、右前方和右方，机器人在行走过程中碰到红外线传感器不能检测到的障碍物时，对应方向上的机械按键会被按下，此时碰撞传感器c I a s h、c I a s h _ 1、clash2及clash2_l会出现一个电压的突变，这个变化会被微处理器具有相应功能的端脚捕获到，微处理器就能够识别到此方向的障碍物并控制机器人采取相应的规避措施。
[0022 ]陀螺仪与加速度计模块3驱动电路如图5所示，此电路包含一个集成有陀螺仪与加速度计的传感器和一个对陀螺仪输出数据进行处理并将处理所得数据传输给微控制器的单片机。陀螺仪能够对机器人行进过程中个方向上的角速度进行测量，加速度计用于测量机器人行进过程中个方向上的加速度。此电路与电机编码器反馈回来的信号可以计算出机器人在行进过程中相对于初始化原点的坐标值，然而由于陀螺仪与加速度计本身存在零漂等误差影响，使得计算出来的坐标值存在误差，所以本系统引进摄像头识别室内特定的带有位置信息的色块标签用于帮助机器人在室内行进时进行更加精确的定位。
[0023]机器人的红外传感器模块5电路如图6所示，此电路包括信号发射电路和信号接收电路两部分。信号发射电路的PWRC引脚接到微处理器的端脚用于控制红外光信号的发射，此电路中红外发射管与接收管采取发射-接收对的方式排列与机器人的前方，一共12对传感器能够检测到机器人前方180°各个方向的障碍物，红外接受电路能够将接收到的红外光信号的强弱转换为电压信号并通过微处理器的A/D转换功能转换成相应的数据判断出机器人与障碍物间的距离，从而提前控制控制机器人避开障碍物。
[0024]驱动电路7如图7所示，此电路包括双轮电机驱动电路，电机电流检测电路以及编码器电路。电机驱动电路控制双轮的正、反转与加、减速从而控制机器人的前进、后退与转弯。电机电流检测电路实时检测驱动电机的电流大小，如果电机在行进过程中出现堵转现象，通过电机的电流会增大，此电流被微处理器I检测到如果超过预设的值，那么微处理器I就会通过控制功率输出信号让电机停止运转，避免电机由于长时间处于异常工作状态而受到损坏。编码器6用于向微处理器反馈机器人的行进距离，机器人轮子转动一周编码器6输出的脉冲信号是固定的，微处理器I就可以通过采集编码器6输出的脉冲信号的个数和机器人轮子的直径计算出机器人行走的距离。
[0025]以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于摄像头定位的室内机器人控制系统，包括微处理器，其特征在于，所述室内机器人控制系统还包括分别与微处理器连接的摄像头模块、陀螺仪及加速度计模块、碰撞传感器模块、红外传感器模块、编码器、驱动电路，所述编码器连接电机驱动电路，所述碰撞传感器模块包括四个碰撞传感器，四个碰撞传感器安装于室内机器人本体上，所述驱动电路包括双轮电机驱动电路、电机电流检测电路及编码器电路。2.如权利要求1所述的基于摄像头定位的室内机器人控制系统，其特征在于，所述四个碰撞传感器安装于室内机器人本体上的前半部位。3.如权利要求1所述的基于摄像头定位的室内机器人控制系统，其特征在于，所述摄像头模块包括摄像头、存储芯片、稳压电路。4.如权利要求1所述的基于摄像头定位的室内机器人控制系统，其特征在于，所述陀螺仪及加速度计模块包括陀螺仪、加速度计、单片机。5.如权利要求1所述的基于摄像头定位的室内机器人控制系统，其特征在于，所述红外传感器模块包括红外发射电路及红外接收电路。
【文档编号】B25J13/08GK205497488SQ201620342959
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】冯成, 李北辰, 梁弘毅
【申请人】广州艾若博机器人科技有限公司