单驱动自主遥控网络拳击模型机器人系统及该机器人系统的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及拳击模型机器人的控制技术。
【背景技术】
[0002]拳击是一项惊险刺激的体育运动，所以常被用来作为新装置的主题。这些装置可以分成几类，第一类是与拳击功能相关的装置，如模拟拳击动作的装置，供人作为击打对象之用，采用类似原理的还有电子系统虚拟显示拳击动作的装置；第二类是可以对拳击动作进行辅助的装置；第三类，将拳击用作娱乐玩具，还有可以人在其中操作的机械拳击装置，有两人可以分别操作的仿拳击小机构，或单体仿拳击动作小机构作为观赏之用，但目前这类产品结构复杂、动作不灵活，且难以实现对左右臂分别控制，不能自主运行、不具网络化管理功能。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了解决现有的拳击模型机器人结构复杂、动作不灵活，且难以实现使用同一个电机对左右臂分别控制、不能自主运行、不具网络化管理功能的问题，提供一种单驱动自主遥控网络拳击模型机器人系统及该机器人系统的控制方法。
[0004]本发明所述的单驱动自主遥控网络拳击模型机器人系统包括机器人、无线控制器和网络服务器，所述机器人能够与无线控制器和网络服务器进行通信；
[0005]所述机器人包括头部1、颈部2、身体3、左出拳机构4、右出拳机构5、前行走机构
6、后行走机构7和中间升高凸轮8 ;
[0006]头部I设置有头部被击打区域、红外发射与接收测距单元和声光显示装置和外部目标传感器，该外部目标传感器包括图像传感器和解码器；
[0007]身体3的内部设置有旋转凸轮，该旋转凸轮位于左出拳机构4和右出拳机构5之间，用于带动左出拳机构4和右出拳机构5动作，身体3内还设置有分别用于驱动头部1、颈部2、旋转凸轮、前行走机构6、后行走机构7和中间升高凸轮8的电动机以驱动各电动机的电动机驱动电路，身体3的内部还设置有无线通信模块、声光驱动电路、一号微处理器和身体振动传感器，身体的胸部设置有被击打区域9，其中被击打区域由能够感受压力的压力传感器或压力传感器阵列构成；
[0008]所述中间升高凸轮8位于身体3底部的中间；
[0009]所述的无线控制器包括二号微处理器、无线通信模块、按键模块和显示模块，按键模块的信号输出端连接二号微处理器的控制信号输入端，二号微处理器的显示信号输出端连接显示模块的信号输入端，二号微处理器通过无线通信模块与机器人进行信号传输；
[0010]所述的无线控制器能够直接接入网络，与其他单驱动自主遥控网络拳击模型机器人系统的无线控制器组成网络化系统；
[0011]所述二号微处理器内嵌入有软件实现的无线控制模块，该无线控制模块包括以下单元:
[0012]键输入判断单元:判断是否有键输入，并在判断结果为是时启动参数键输入判断单元，在判断结果为否时返回启动键输入判断单元；
[0013]参数键输入判断单元:判断是否有参数键输入，并在判断结果为是时启动速度值存储单元，在判断结果为否时启动动作键输入判断单元；
[0014]速度值存储单元:记录速度值并将该速度值放入参数寄存器；
[0015]动作键输入判断单元:判断是否有动作键输入，并在判断结果为是时启动动作标志寄存器置位单元，在判断结果为否时启动显示键输入判断单元；
[0016]动作标志寄存器置位单元:将动作标志寄存器的标志位置位；
[0017]显示键输入判断单元:判断是否有显示键输入，并在判断结果为是时启动显示标志寄存器置位单元，在判断结果为否时启动动作与速度数据发送单元；
[0018]显示标志寄存器置位单元:将显示标志寄存器的标志位置位；
[0019]动作与速度数据发送单元:根据动作寄存器标志将对应的动作要求和参数寄存器中存储的速度值发送至数据寄存器；
[0020]显示数据发送单元:根据显示寄存器标志将该对应的显示数据寄存内容发送至显示缓存区；
[0021]数据寄存器无线发送单元:通过无线通信模块发送发射数据寄存器内存储的数据；
[0022]机器人数据接收单元:接收机器人发来的数据并将该数据存入显示数据寄存器；
[0023]显示缓存区数据发送单元:将显示缓存区存储的数据发送至声光显示装置；
[0024]停止信号判断单元:判断是否有停止信号输入，并在判断结果为是时结束无线控制模块，在判断结果为否时启动键输入判断单元；
[0025]所述的动作键包括前进键、后退键、前左转/左横移键、前右转/右横移键、后左转键、后右转键、升高键和击打键；
[0026]所述的速度值包括动作速度、击打速度和升高速度；
[0027]所述动作速度包括前进速度、后退速度、前左转/左横移速度、前右转/右横移速度、后左转速度和后右转速度；
[0028]所述的动作标志寄存器的标志位包括前进标志位、后退标志位、前左转/左横移标志位、前右转/右横移标志位、后左转标志位、后右转标志位、升高标志位或击打标志位；
[0029]所述的显示键包括显示总比分键、显示状态键和显示当前比分键；
[0030]所述的显示标志寄存器的标志位包括显示总比分标志位、显示状态标志位和显示当前比分标志位；
[0031 ] 所述的一号微处理器内嵌入有软件实现的自主对抗模块，所述自主对抗模块包括以下单元:
[0032]设置单元:设置头部摆角、路径数组和初始值、目标特征库、测距特征库及红外照射光数组，所述路径数组包括接近目标路径数组和躲避路径数组，目标特征库包括各朝向的特征；
[0033]目标识别和路径规划子模块调用单元:调用目标识别和路径规划子模块；
[0034]被击打传感处理子模块调用单元:调用被击打传感处理子模块；
[0035]所述被击打传感处理子模块为:初始化被击打传感器，读取被击打传感器发来的数据，根据该数据判断头部I或身体3是否被击打，如果判断结果为是，则设置头部被击打标志或身体被击打标志，否则，结束被击打传感处理子模块；
[0036]身体振动传感子模块调用单元:调用身体振动传感子模块；
[0037]所述身体振动传感子模块为:初始化振动传感器，读取振动传感器发来的数据，根据该数据判断是否有振动，如果判断结果为是，则设置相应的“标志”，否则结束身体振动传感子模块；
[0038]驱动与显示子模块调用单元:调用驱动与显示子模块；
[0039]无线通信子模块调用单元:调用无线通信子模块；
[0040]停止判断单元:判断是否接收到停止信号，并在判断结果为是时结束该自主对抗模块，在判断结果为否时执行目标识别和路径规划子模块调用单元；
[0041]所述目标识别和路径规划子模块包括以下单元:
[0042]路径提取单元:提取设置的路径数组作为当前轨迹数据，并设置相应的“标志”；
[0043]头部摆动单元:按预置的头部摆角控制头部I左右摆动，并设置相应的“标志”；
[0044]目标判断单元:提取图像传感器所摄录的传感图像，对该传感图像进行预处理，然后进行特征提取，将提取的特征与目标特征库中的特征相吻合，如果判断结果为是，则认为发现目标，并执行头部调整单元，否则，结束目标识别和路径规划子模块；
[0045]头部调整单元:调整头部I的转角，使面部朝向目标；
[0046]目标距离测定子模块:测量机器人与目标的距离；
[0047]目标接近单元:按照“接近目标路径数组”控制机器人接近目标，并设置相应“标志”；
[0048]距离判断单元:判断机器人与目标的距离是否小于或等于可击打距离，如果判断结果为是，则执行击打单元，否则，执行躲避判断单元；
[0049]击打单元:设定机器人自身高度与朝向，并设置相应“标志”，然后控制机器人发出击打动作；
[0050]躲避判断单元:根据对方朝向及被击打振动情况是否需要躲避，如果判断结果为是，则执行躲避控制单元，否则，结束目标识别和路径规划子模块；
[0051]躲避控制单元:根据躲避路径数组控制机器人发出躲避动作，并设置相应的“标志”；
[0052]所述的目标距离测定子模块包括以下单元:
[0053]红外光图像发射单元:根据红外照射光数组，控制红外发射部件发射预定的红外光图像，同时，接收红外接收阵列接收到的红外光图像；
[0054]目标图像重构及特征提取单元:将发射的红外光图像和接收的红外光图像进行编码比较并重构目标图像，然后对该目标图像进行特征提取；
[0055]目标特征判断单元:提取的特征与目标特征进行比较，判断二者是否相吻合，如果判断结果为是，则执行距离计算单元，否则，返回执行红外光图像发射单元；
[0056]距离计算单元:计算机器人与目标的距离；
[0057]所述驱动与显示子模块包括以下单元:
[0058]初始化单元:初始化电动机驱动端口 ；
[0059]“标志”数据读取单元:读取“标志”数据；
[0060]动作事件判断单元:根据“标志”数据判断是否有动作事件发生，如果判断结果为是，则执行标志位置位及驱动单元，否则，执行显示判断单元；
[0061]所述动作事件包括后退、前进、前右转/右行、前左转/左行、凸轮前转升高、凸轮后转升高、击打、头部左转及头部右转；
[0062]标志位置位及驱动单元:把动作标志寄存器相应的动作标志位置位，并通过电动机驱动电路驱动机器人发出相应动作；
[0063]显示判断单元:判断是否有需要显示的“标志”，如果判断结果为是，则将显示标志寄存器的相应标志位置位，并将显示内容发送至数据寄存器，以控制声光显示装置显示相应的信息，然后结束驱动与显示子模块，否则，结束驱动与显示子模块；
[0064]所述无线通信子模块包括以下单元:
[0065]初始化通信模块的单元；
[0066]将机器人的“标志”发送给无线遥控器和网络服务器的单元；
[0067]清除已发送的“标志”的单元；
[0068]接收无线遥控器和网络服务器发来的控制命令、并设置相应的“标志”的单元；
[0069]在无线遥控器的控制下与网络服务器交互进行注册、登录、积分、及交友信息通信的单元；
[0070]所述的网络服务器内嵌入有软件实现的管理模块，该管理模块包括以下单元:
[0071]用于接收机器人或无线控制器发来的“标志”的单元；
[0072]在遥控器的控制下与机器人交互进行注册、登录、积分及交友的信息通信的单元。
[0073]上述单驱动自主遥控网络拳击模型机器人系统的控制方法包括无线控制方法、自主对抗方法和管理方法；
[0074]所述无线控制方法包括以下步骤:
[0075]键输入判断步骤:判断是否有键输入，并在判断结果为是时执行参数键输入判断步骤，在判断结果为否时返回执行键输入判断步骤；
[0076]参数键输入判断步骤:判断是否有参数键输入，并在判断结果为是时执行速度值存储步骤，在判断结果为否时执行动作键输入判断步骤；
[0077]速度值存储步骤:记录速度值并将该速度值放入参数寄存器，并在该步骤结束之后执行动作键输入判断步骤；
[0078]动作键输入判断步骤:判断是否有动作键输入，并在判断结果为是时执行动作标志寄存器置位步骤，在判断结果为否时执行显示键输入判断步骤；