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_3

文档序号:9254651阅读:来源:国知局
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;
[0158]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;
[0159]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;
[0160]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;
[0161]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;
[0162]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;
[0163]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;
[0164]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;
[0165]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;
[0166]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;
[0167]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;
[0168]所述的速度值包括动作速度、击打速度和升高速度;
[0169]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;
[0170]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;
[0171]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;
[0172]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;
[0173]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:
[0174]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;
[0175]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;
[0176]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;
[0177]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;
[0178]身体振动传感子模块调用单元:调用身体振动传感子模块;
[0179]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;
[0180]驱动与显示子模块调用单元:调用驱动与显示子模块;
[0181]无线通信子模块调用单元:调用无线通信子模块;
[0182]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;
[0183]所述目标识别和路径规划子模块包括以下单元:
[0184]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”;
[0185]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”;
[0186]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;
[0187]头部调整单元:调整头部I的转角,使面部朝向目标;
[0188]目标距离测定子模块:测量机器人与目标的距离;
[0189]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”;
[0190]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;
[0191 ] 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;
[0192]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;
[0193]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”;
[0194]所述的目标距离测定子模块包括以下单元:
[0195]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;
[0196]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;
[0197]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;
[0198]距离计算单元:计算机器人与目标的距离;
[0199]所述驱动与显示子模块包括以下单元:
[0200]初始化单元:初始化电动机驱动端口 ;
[0201]“标志”数据读取单元:读取“标志”数据;
[0202]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;
[0203]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;
[0204]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;
[0205]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;
[0206]所述无线通信子模块包括以下单元:
[0207]初始化通信模块的单元;
[0208]将机器人的“标志”发送给无线遥控器和网络服务器的单元;
[0209]清除已发送的“标志”的单元;
[0210]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;
[0211]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;
[0212]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:
[0213]用于接收机器人或无线控制器发来的“标志”的单元;
[0214]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。
[0215]本实施方式中,如图1至图3所示,左出拳机构4和右出拳机构5相当于机器人的左臂和右臂,且左出拳机构4和右出拳机构5的结构相同。前行走机构6和后行走机构7相当于机器人的腿,中间升高凸轮8用于带动机器人的身体上升或下降。左出拳机构4和右出拳机构5由一个电机控制,如图5所示,旋转凸轮上设置有凸轮推杆T,当电机M带动旋转凸轮左右旋转时,凸轮推杆的两端能够推动左出拳机构4或右出拳机构5做出拳动作,但同一时刻只能有一个出拳机构做出拳动作,即左右两个出拳机构不能同时出拳。中间升高凸轮8包括左升高凸轮和右升高凸轮,左升高电动机和右升高电动机分别用于控制所述左升高凸轮和右升高凸轮,前行走机构6使用不加驱动控制的滚动轮实现,左行走电动机和右行走电动机用于控制后行走机构7。左出拳机构4和右出拳机构5结构相同。
[0216]图3中的人机交互界面用来预先设定控制机器人的运行行走策略、目标传感策略和击打策略。无线控制器能够接收机器人发出的信息。机器人在指定区域受到拳击压力、收到光照,或身体受到很大振动后,会显示声光信息并向无线控制器发送信息。
[0217]无线控制器与机器人有数据交换,担当接收机器人的状态信息和给机器人相关参数信息的工作。
[0218]使用无线控制器控制机器人的前进、后退、升高、左转、右转、拳击等动作,并接收机器人发出的信息,机器人的指定区域受到击打后,会通过声光显示装置进行提示,并向无线控制器发送信息。无线控制器的无线通信模块与机器人的控制器的无线通信模块是一样的,都可以双向传送信息。
[0219]无线控制器还可以接入网络,与其它无线控制器组及网络服务器组成成网络化系统,每个无线控制器的数据都可以通过网络上传,网络服务器具有很多功能,例如会员管理,以及对每个无线控制器的操作情况进行评分等。机器人可以与无线遥控器和网络服务器交换信息,机器人可以自主行走和击打,也可以在无线遥控器控制下(被远程控制)行走和击打,机器人击打与被击打情况传送到无线遥控器和网络服务器。
[0220]当使用无线控制器设定速度时,其内部的二号微处理器判断是动作速度、击打速度还是升高速度,判断完成后将相应的速度值进行存储;进行动作设定时,二号微处理器判断是否为后退、前左转(或左移)、前右转(或右移)、后左转、后右转、升高或击打,判断完成后,将动作标志器中相应的标志位进行置位;进行显示设定时,二号微处理器判断是否为总比分显示、状态显示或者当前比分显示,判断完成后,将显示寄存器中相应的标志位进行置位;最后,将用户设定的动作以及与该动作对应的速度值发送至发射数据寄存器,再通过无线通信模块将发射数据寄存器内存储的信息发送至机器人;将显示寄存器内各标志位对应的信息通过显示缓存区发送至声光显示装置以进行显示。控制过程中,如果有停止信号输入,则控制过程随时停止。
[0221]目标识别和路径规划子过程体现了机器人的自主寻找目标以进行自主对抗的功能。自主对抗过程中,所提取的路径是预先设定好的,且针对每一类的相对位置都有一个路径,因此机器人判断出与目标机器人的相对位置后,可提取相应的路径并按照这个路径行走。击打或躲避动作中,可以包括后退、前左转、前右转、后左转、后右转、以及升高等动作,以便更好地完成击打或躲避。自主对抗控制模块还可以包括设置单元,用来设置各传感器发出信号的有效阈值。例如,振动传感器发出的振动强度在阈值以上时才会认为被击打。
[0222]机器人身体内的微控制器通过无线通信模块,接收无线控制器发来的控制信息,然后根据这些信息控制相应的电动机驱动电路,以控制各电动机工作,实现对机器人各种动作的控制;并采集被击打区域所安放的传感器或传感器阵列的信息,判断是不是被击打,在被击打时发出声光报警控制信号,并上传给无线控制器;与无线控制器进行必要的其它信息交互通信。
[0223]【具体实施方式】二:本实施方式是对实施方式一所述的单驱动自主遥控网络拳击模型机器人系统的进一步限定,本实施方式中,所述的电动机为无刷直流电动机或永磁同步电动机。
[0224]【具体实施方式】三:结合图6和图7说明本实施方式,本实
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