一种机器人的行走控制系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机器人领域，尤其是指一种机器人的行走控制系统及方法。
【背景技术】
[0002]机器人是一类用于接受人类的命令完成相应的动作，也可以自动执行预设程序来完成相应的任务，且具有可编程能力的机器装置。但是在生活中，机器人并不像电影里表现的那样无所不能、和人类相似的地步。在目前科技发展的水平，即使机器人有人类的外形，但是其人工智能水平远远在人类之下，而且大多数的机器人并不具有人类的外形。一般来说，机器人能够增加生产效率、提高产品质量的和改善人类生活的方便程度。所以，机器人是一个协助或取代人类工作的的机械装置。
[0003]轮式机器人是一种在可复杂环境下工作，具有自规划、自组织、自适应能力的机器人，具有行动快捷、工作效率高、结构简单、可控性强、安全性好等优势，目前在国内外正在被广泛的应用。
[0004]就目前而言，在轮式机器人相关技术研宄中，行走技术属于其核心技术，也是实现智能化和自主移动的关键技术。传统的视觉行走一般依据视觉图像，利用图像处理、计算机视觉、模型识别等相关技术获取运动体的运动信息和空间位置信息，从而实现对机器人进行行走的目的。但在视觉行走的方式在其运动过程中的实时运算量很大，不够灵活，受光照等周围环境的影响比较大，而且布设和维护成本极高。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种机器人的行走控制系统及方法，其主要目的在于克服现有视觉行走方式存在的着稳定性差、定位精度低以及布设和维护成本高等缺陷。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:
一种机器人的行走控制系统，包括布置于各房间或走廊内的天花板上的复数个红外光源、一可识别该红外光源的轮式机器人以及用于控制红外光源开启或关闭的一中控台，所述轮式机器人可用于从第一位置移位至多个不同的第二位置，在第一位置到第二位置的行走路径上均设有所述红外光源，所述轮式机器人包括控制单元、识别单元以及行动单元，控制单元的使能端连接于所述识别单元，行动单元的使能端连接于所述控制单元，从第一位置到每个第二位置均形成有一个移动路径，所述中控台通过控制复数个红外光源中的至少一个红外光源的开启或者关闭来形成多个不同的红外光源发光组合，各个红外光源发光组合分别一一对应地用于控制所述轮式机器人沿着各条所述移动路径行走。
[0007]进一步的，当所述轮式机器人从第一位置出发时，所述识别单元对其在行走过程中依次经过的红外光源进行识别，并且根据在当前红外光源的指引，控制单元操控行走单元朝着当前红外光源的正下方移位，当轮式机器人正好位于当前红外光源的正下方移位时，所述识别单元能够刚好感应到下个红外光源，并且根据在下个红外光源的指引，控制单元操控行走单元朝着下个红外光源的正下方移位，重复上述步骤直到移位到最后一个红外光源的正下方，所述轮式机器人即可到达第二位置。
[0008]进一步的，所述红外光源至少包括一前顶点、一左侧点以及一右侧点，所述识别单元对其在行走过程中依次经过的红外光源进行识别过程中，先根据前顶点确定行走方向，其中前顶点与所述识别单元连线为导航引线；当所述左侧点和右侧点均位于所述导航引线的右侧，控制单元判断轮式机器人已经向左侧偏离，控制单元即可控制行动单元向右移位进行方向修正；当所述左侧点和右侧点均位于所述导航引线的左侧，控制单元判断轮式机器人已经向右侧偏离，控制单元即可控制行动单元向左移位进行方向修正。
[0009]进一步的，所述轮式机器人还包括障碍物感测单元，所述障碍物感测单元包括复数个交错分布于所述轮式机器人外部的红外感应器以及通过扫描的方式控制该复数红外感应器逐个启动的处理开关，其中一红外感应器启动后，在它之前的红外感应器关闭，所述处理开关的输出端连接于所述控制单元的使能端。
[0010]进一步的，复数个所述红外感应器以总共50?150次/秒启动速率来完成对上述轮式机器人每个不同角度的扫描。
[0011]一种机器人的行走控制方法，包括以下步骤，a、首先在室内的各房间或走廊内的天花板上布置复数个红外光源，根据需要的不同位置的第二位置，规划轮式机器人要行走的多个移动路径，并根据需要的不同移动路径，选择其对应正上方的红外光源开启，从而设定出多个不同的红外光源发光组合并载入到中控台，其中一个红外光源发光组合对应控制一个移动路径山、当用户需要轮式机器人由第一位置移位到一第二位置，通过中控台输入指令，中控台控制其中一组红外光源发光组合开启，其他的红外光源处于关闭状态，位于第一位置处的轮式机器人便从第一位置出发时，其上的所述识别单元对其在行走过程中依次经过的红外光源进行识别，并且根据在当前红外光源的指引，控制单元操控行走单元朝着当前红外光源的正下方移位，当轮式机器人正好位于当前红外光源的正下方移位时，所述识别单元能够刚好感应到下个红外光源，并且根据在下个红外光源的指引，控制单元操控行走单元朝着下个红外光源的正下方移位，重复上述步骤直到移位到最后一个红外光源的正下方，所述轮式机器人即可到达第二位置。
[0012]进一步的，在步骤b中，轮式机器人移位过程时，所述红外光源至少包括一前顶点、一左侧点以及一右侧点，所述识别单元对其在行走过程中依次经过的红外光源进行识别过程中，先根据前顶点确定行走方向，其中前顶点与所述识别单元连线为导航引线；当所述左侧点和右侧点均位于所述导航引线的右侧，控制单元判断轮式机器人已经向左侧偏离，控制单元即可控制行动单元向右移位进行方向修正；当所述左侧点和右侧点均位于所述导航引线的左侧，控制单元判断轮式机器人已经向右侧偏离，控制单元即可控制行动单元向左移位进行方向修正。
[0013]进一步的，所述轮式机器人还包括障碍物感测单元，所述障碍物感测单元包括复数个交错分布于所述轮式机器人外部的红外感应器以及通过扫描的方式控制该复数红外感应器逐个启动的处理开关，其中一红外感应器启动后，在它之前的红外感应器关闭，所述处理开关的输出端连接于所述控制单元的使能端。
[0014]进一步的，各红外感应器呈环形等角度间隔布置所述轮式机器人的外侧，并且以总共50?150次/秒启动速率来完成对上述轮式机器人每个不同角度的扫描。
[0015]进一步的，所述步骤b还包括，步骤bl:移位过程时，第一个红外感应器启动，先对其所在的角度发射红外线，判断在该角度方向上的特定距离内有无障碍物，并且将该信息暂存到处理开关内，然后处理开关将第一个红外感应器关闭，并同时打开与其相邻的第二个红外感应器，然后对其所在的角度发射红外线，判断是否有障碍物并且将该信息暂存到处理开关内，重复上述操作，使得所述轮式机器人上的红外感应器逐个进行启动，并且其中一红外感应器启动后，在它之前的红外感应器关闭；步骤b2:在各红外感应器均完成扫描障碍物动作后，处理开关则将障碍物的位置信息输送至控制单元，控制单元则优先控制行走单元朝着远离障碍物的方向移位；之后再根据所述前顶点确定行走方向，其中前顶点与所述识别单元连线为导航引线，当所述左侧点和右侧点均位于所述导航引线的右侧，控制单元判断轮式机器人已经向左侧偏离，控制单元即可控制行动单元向右移位进行方向修正，当所述左侧点和右侧点均位于所述导航引线的左侧，控制单元判断轮式机器人已经向右侧偏离，控制单元即可控制行动单元向左移位进行方向修正；最后再根据红外光源的指引，调整所述移位单元动作，使其按照朝向当前红外光源正下方的位置进行移位；步骤b3:移位过程中重复步骤bl和b2直到到达第二位置。
[0016]和现有技术相比，本发明产生的有益效果在于:
1、本发明结构简单、实用性强，通过中控台来控制多个不同的红外光源发光组合进行启动，由于每组红外光源发光组合均对应有一个移动路径，因而本发明对于机器人的行走路径选择完全是通过中控台实现，对轮式机器人的智能化要求大大降低，有利于节省机器人的制造成本，而且可以能够满足自身控制精度和运行效率的基本要求。
[0017]2、在本发明中，识别单元是基于红外识别技术而构件的，因而可以大大地减少受光照等周围环境的影响作用，有利于提高导航的精确度和稳定性。
[0018]3、在本发明中，通过在天花板设置红外光源，这样有利于中控台对移动路径进行调整和修正，其运算量要小的多并且稳定性好。
[0019]4、在本发明中，通过设置一前顶点、一左侧