运动体视觉控制系统和方法、机电运动体以及移动终端的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机电控制技术，尤其涉及一种基于移动终端的运动体视觉控制系统和方法、机电运动体以及移动终端。
【背景技术】
[0002]机电运动体，如电动玩具车或旋翼机，在运行中都需要控制。控制系统一般由运动轨迹给定量、运动状态传感器、运动执行器(驱动器)和控制器组成，经常以微处理器为核心搭建。在一般情况下，机电运动体都是和其控制系统是设置在一起的。但是，这种传统的机电运动体通常只能采用如测量电动机转速之类的间接测量方法来获得运动体的位置，测量结果较不准确，而且需要专门搭建控制器。
【发明内容】
[0003]在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0004]鉴于此，本发明提供了一种基于移动终端的运动体视觉控制系统和方法、机电运动体以及移动终端，以解决传统的机电运动体通常只能采用如测量电动机转速之类的间接测量方法来获得运动体的位置而使得测量结果不准确的问题。
[0005]根据本发明的一个方面，提供了一种基于移动终端的运动体视觉控制系统，所述运动体视觉控制系统包括机电运动体和移动终端，其中，所述机电运动体包括机械结构部件和控制装置，所述控制装置包括电机、电机驱动单元、控制单元以及第一通信单元，所述电机与所述机械结构部件相机械连接，所述电机驱动单元与所述电机相电连接，所述控制单元电连接所述电机驱动单元和所述第一通信单元；所述移动终端包括摄像单元、计算处理单元和第二通信单元；所述机电运动体通过所述控制单元控制所述电机驱动单元输出初始驱动信号，以利用所述初始驱动信号驱动所述电机转动并带动所述机械结构部件运动；所述移动终端通过所述摄像单元捕获所述机电运动体的实时动态图像，并通过所述计算处理单元利用所述摄像单元捕获的实时动态图像确定所述机电运动体的当前运动轨迹，以根据所述机电运动体的当前运动轨迹与参考运动轨迹之差生成控制信号，并通过所述第二通信单元将所述控制信号以无线通讯方式发送给所述机电运动体；所述机电运动体通过所述第一通信单元接收所述控制信号，并将所述控制信号发送给所述电机驱动单元，以使所述电机驱动单元输出与所述控制信号对应的修正驱动信号，并利用所述修正驱动信号改变所述电机的当前运动状态，来修正所述机械结构部件的当前运动轨迹。
[0006]进一步地，所述移动终端为以下设备之一:智能手机、平板电脑。
[0007]进一步地，所述机电运动体为电动玩具车，所述机械结构部件为所述电动玩具车的两个后车轮，所述电机包括两个直流减速电动机，每个所述后车轮各自连接一个所述直流减速电动机，所述电机驱动单元包括两个L298N型电机驱动芯片，每个所述直流减速电动机分别由一个所述L298N型电机驱动芯片驱动，所述控制单元采用C8051F020型微处理器；所述移动终端为智能手机，所述摄像单元采用0V5640型CMOS摄像模块；所述第一通信单元和所述第二通信单元均为USR-WIFI232-T型WIFI通信模块。
[0008]此外，根据本发明的另一方面，还提供了一种基于移动终端的运动体视觉控制方法，所述运动体视觉控制方法包括:启动所述运动体内的控制单元，并通过所述控制单元控制所述运动体内的电机驱动单元输出初始驱动信号，以利用所述初始驱动信号驱动所述运动体内的电机转动并带动所述运动体内的机械结构部件运动；通过所述移动终端捕获所述机电运动体的实时动态图像，并利用所述实时动态图像确定所述机电运动体的当前运动轨迹，以根据所述机电运动体的当前运动轨迹与参考运动轨迹之差生成控制信号，并将所生成的控制信号以无线通讯方式从所述移动终端发至所述机电运动体；以及所述运动体接收到所述控制信号后，使所述电机驱动单元输出与所述控制信号对应的修正驱动信号，并利用所述修正驱动信号改变所述电机的当前运动状态，来修正所述机械结构部件的当前运动轨迹1。
[0009]根据本发明的另一方面，还提供了一种机电运动体，所述机电运动体包括机械结构部件和控制装置，所述控制装置包括电机、电机驱动单元、控制单元以及第一通信单元，其中，所述电机与所述机械结构部件相机械连接，所述电机驱动单元与所述电机相电连接，所述控制单元电连接所述电机驱动单元和所述第一通信单元；所述控制单元用于:控制所述电机驱动单元输出初始驱动信号，以利用所述初始驱动信号驱动所述电机转动并带动所述机械结构部件运动；控制所述第一通信单元通过无线通讯方式从外部的移动终端接收控制信号，并将所述控制信号转发至所述电机驱动单元，以使所述电机驱动单元输出与所述控制信号对应的修正驱动信号；以及利用所述修正驱动信号改变所述电机的当前运动状态，以修正所述机械结构部件的当前运动轨迹。
[0010]根据本发明的其他方面，还提供了一种移动终端，所述移动终端包括:摄像单元，用于捕获指定的机电运动体的实时动态图像；计算处理单元，用于根据所述摄像单元捕获的实时动态图像，确定所述机电运动体的当前运动轨迹，并通过计算所述机电运动体的当前运动轨迹与参考运动轨迹之差，生成控制信号；以及第二通信单元，用于将所述计算处理单元生成的控制信号通过无线通讯方式发送至所述机电运动体，以修正所述机电运动体的当前运动轨迹。
[0011]进一步地，所述移动终端为以下设备之一:智能手机、平板电脑。
[0012]本发明的基于移动终端的运动体视觉控制系统包括机电运动体和移动终端两部分，通过移动终端中的摄像单元捕获机电运动体的实时动态图像，以利用该动态图像进行计算来获得控制信号，从而完成轨迹修正。该系统基于视觉传感检测获得运动体的位置，是直接测量方式，相比于现有技术中的间接测量，本发明的测量结果更加准确，进而使得对运动体轨迹的修正也更准确。现有技术中，由于将传感器和运动体设置得很近(例如一体设置)，基本上无法使用视觉传感器对运动体进行运动检测，因此无法实现本发明的上述效果Ο
[0013]另外，本发明不需要专门搭建控制器，而可以利用诸如智能手机之类的移动终端中的处理器以及微处理器即可实现。
[0014]此外，本发明利用视觉传感检测的方式能够达到小范围的高精度的闭环控制，而相比于现有技术，即使是采用GPS定位的位置控制技术也难以实现。
[0015]通过以下结合附图对本发明的最佳实施例的详细说明，本发明的这些以及其他优点将更加明显。
【附图说明】
[0016]本发明可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本发明的优选实施例和解释本发明的原理和优点。在附图中:
[0017]图1是示出本发明的运动体视觉控制系统、机电运动体以及移动终端的示例性结构的视图；
[0018]图2是示出本发明的运动体视觉控制方法的示例性处理的流程图。
[0019]本领域技术人员应当理解，附图中的元件仅仅是为了简单和清楚起见而示出的，而且不一定是按比例绘制的。例如，附图中某些元件的尺寸可能相对于其他元件放大了，以便有助于提高对本发明实施例的理解。
【具体实施方式】
[0020]在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。
[0021]在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
[0022]本发明的实施例提供了一种基于移动终端的运动体视觉控制系统，所述运动体视觉控制系统包括机电运动体和移动终端，其中，所述机电运动体包括机械结构部件和控制装置，所述控制装置包括电机、电机驱动单元、控制单元以及第一通信单元，所述电机与所述机械结构部件相机械连接，所述电机驱动单元与所述电机相电连接，所述控制单元电连接所述电机驱动单元和所述第一通信单元；所述移动终端包括摄像单元、计算处理单元和第二通信单元；所述机电运动体通过所述控制单元控制所述电机驱动单元输出初始驱