一种果汁机器人控制系统和控制方法与流程

本发明涉及机器人
技术领域：
，尤其涉及一种果汁机器人控制系统和控制方法。
背景技术：
：随着我国产业结构调整升级的不断深入和国际制造业中心向中国的转移，我国的机器人市场会进一步加大，市场扩展的速度也会进一步提高。现在我们的身边已经逐步出现各种各样的机器人产品，这些产品不仅丰富了大家的生活，也为大家的生活提供了便捷。虽然现今市场上出现了不少自动售卖果汁机产品，但是这些产品还都只是简单的自动化设备，没有达到高度智能化的程度，例如，现有的机器人还存在无法对顾客进行识别，无法与客户交流，也无法对水果进行检测以保证食品安全等问题。技术实现要素：针对现有的机器人还存在无法对顾客进行识别，无法与客户交流，也无法对水果进行检测以保证食品安全等问题，本发明提供一种果汁机器人控制系统和控制方法。一方面，本发明实施例提供一种果汁机器人控制系统，包括机器人主控系统和连接于所述机器人主控系统的人脸检测系统、图像识别系统和运动控制系统，其中，所述人脸检测系统用于对客户进行人脸识别以获取所述客户的基本特征信息，并将所述基本特征信息发送至所述机器人主控系统；所述机器人主控系统用于根据所述基本特征信息调节与客户的交互信息，并根据所述交互信息发送第一运动控制指令至所述运动控制系统；所述运动控制系统用于根据所述第一运动控制指令调整所述果汁机器人的位置，并在调整完成后发送反馈信号至所述机器人主控系统；所述机器人主控系统还用于根据所述反馈信号，发送检测指令至所述图像识别系统；所述图像识别系统用于根据所述检测指令检测水果的图像信息，根据所述图像信息判断所述水果是否符合食用标准，并将判断结果发送至所述机器人主控系统；所述机器人主控系统还用于根据所述判断结果发送第二运动控制指令至所述运动控制系统；所述运动控制系统用于根据所述第二运动控制指令，完成对水果的抓取传送任务。在本发明提供的果汁机器人控制系统中，还包括连接于所述机器人主控系统的显示模块，用于待机时显示动画信息，运行时显示对水果的检测过程和结果信息。在本发明提供的果汁机器人控制系统中，所述显示模块为设置于所述果汁机器人的面部位置的液晶显示屏，所述液晶显示屏与所述机器人主控系统之间通过lvds转hdmi信号进行数据传输。在本发明提供的果汁机器人控制系统中，所述人脸检测系统为设置于所述果汁机器人的头部额头位置的人脸图像识别摄像头，所述人脸图像识别摄像头与所述机器人主控系统之间通过usb信号进行数据传输。在本发明提供的果汁机器人控制系统中，所述图像识别系统为设置于所述果汁机器人的头部的侧面位置的水果图像识别摄像头，所述水果图像识别摄像头与所述机器人主控系统之间通过usb信号进行数据传输。在本发明提供的果汁机器人控制系统中，所述运动控制系统包括电源模块、主控模块、驱动模块、通信模块和步进电机，其中，所述通信模块用于接收来自所述机器人主控系统的所述第一运动控制指令和所述第二运动控制指令，并发送所述反馈信号至所述机器人主控系统；所述主控模块，连接于所述通信模块，用于根据所述第一运动控制指令和所述第二运动控制指令，发送驱动信号至所述驱动模块；所述驱动模块，连接于所述主控模块用于根据所述驱动信号驱动所述步进电机运动；所述步进电机，连接于所述驱动模块，用于调整所述果汁机器人的位置，完成对水果的抓取传送任务。在本发明提供的果汁机器人控制系统中，所述步进电机设置于所述果汁机器人的头部下方，根据所述第一运动控制指令，带动所述果汁机器人的头部转动，使所述水果图像识别摄像头对准待检测位上的水果。在本发明提供的果汁机器人控制系统中，所述步进电机的原点通过所述水果图像识别摄像头来确定，通过所述步进电机的使能脉冲的个数来完成所述果汁机器人的头部的运动。在本发明提供的果汁机器人控制系统中，还包括连接于所述机器人主控系统和所述图像识别系统之间的传感器，用于根据所述检测指令判断待检测位上是否有水果存在。相应地，本发明还提供一种果汁机器人控制方法，包括以下步骤：通过人脸检测系统对客户进行人脸识别以获取所述客户的基本特征信息，并将所述基本特征信息发送至机器人主控系统；通过所述机器人主控系统根据所述基本特征信息调节与客户的交互信息，并根据所述交互信息发送第一运动控制指令至运动控制系统；通过所述运动控制系统根据所述第一运动控制指令调整所述果汁机器人的位置，并在调整完成后发送反馈信号至所述机器人主控系统；通过所述机器人主控系统还用于根据所述反馈信号，发送检测指令至图像识别系统；通过所述图像识别系统根据所述检测指令检测水果的图像信息，根据所述图像信息判断所述水果是否符合食用标准，并将判断结果发送至所述机器人主控系统；通过所述机器人主控系统根据所述判断结果发送第二运动控制指令至所述运动控制系统；通过所述运动控制系统根据所述第二运动控制指令，完成对水果的抓取传送任务。实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明通过人脸识别技术获取客户基本的特征信息，从而智慧化的与客户进行交互，给客户提供合适的服务；通过图像识别系统检测水果的信息，通过图像识别技术从而判断水果是否存在缺陷，是否符合食用标准，对于不符合的水果将其直接淘汰，符合的水果才会用来榨取果汁；由此，实现了机器人对顾客的识别和水果的图像检测以保证食品安全，能够安全可靠地给客户提供更加鲜美果汁。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1所示是本发明一实施例提供的果汁机器人控制系统的原理图；图2所示是图1所示的运动控制系统的原理图；图3所示是图2所示的电源模块的+vcc24转+vcc5的核心电路图；图4所示是图2所示的电源模块的+vcc5转+vcc3p3的核心电路图；图5所示是图2所示的主控模块的核心电路图；图6所示是图2所示的驱动模块的核心电路图；图7所示是图2所示的通信模块的核心电路图；图8所示是本发明一实施例提供的果汁机器人控制系统的工作流程图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图1所示是本发明一实施例提供的果汁机器人控制系统的原理图。如图1所示，本发明实施例提供的果汁机器人控制系统，包括机器人主控系统10和连接于所述机器人主控系统的人脸检测系统20、图像识别系统30和运动控制系统40，其中，所述人脸检测系统用于对客户进行人脸识别以获取所述客户的基本特征信息，并将所述基本特征信息发送至所述机器人主控系统；所述机器人主控系统用于根据所述基本特征信息调节与客户的交互信息，并根据所述交互信息发送第一运动控制指令至所述运动控制系统；所述运动控制系统用于根据所述第一运动控制指令调整所述果汁机器人的位置，并在调整完成后发送反馈信号至所述机器人主控系统；所述机器人主控系统还用于根据所述反馈信号，发送检测指令至所述图像识别系统；所述图像识别系统用于根据所述检测指令检测水果的图像信息，根据所述图像信息判断所述水果是否符合食用标准，并将判断结果发送至所述机器人主控系统；所述机器人主控系统还用于根据所述判断结果发送第二运动控制指令至所述运动控制系统；所述运动控制系统用于根据所述第二运动控制指令，完成对水果的抓取传送任务。进一步地，在本发明一实施例中，所述果汁机器人为类人形结构，所述人脸检测系统为设置于所述果汁机器人的头部额头位置的人脸图像识别摄像头，所述人脸图像识别摄像头与所述机器人主控系统之间通过usb信号进行数据传输。具体地，人脸检测系统采用一款高清摄像头通过usb信号将信息传送到机器人主控系统之上。自果汁机器人上电工作后，人脸检测系统便开始工作。当有顾客靠近果汁机器人后，人脸检测系统会智能识别客户信息，能够判断出顾客的性别和年龄等信息。通过这些信息，系统会在与顾客的交互过程中智能调节与顾客的交互信息。人脸检测系统的高清摄像头安置于果汁机器人中类人形机器人的头部额头位置，初始为正面面对顾客位置。进一步地，在本发明一实施例中，所述图像识别系统为设置于所述果汁机器人的头部的侧面位置的水果图像识别摄像头，所述水果图像识别摄像头与所述机器人主控系统之间通过usb信号进行数据传输。具体地，水果图像识别系统也采用一款高清摄像头通过usb信号与机器人主控系统之间进行数据传输。通过此款摄像头可以获取到水果的图像信息。系统将获取的图像信息通过数据处理，与标准的数据进行比较。如果两者一致将判断其为合格产品，如果两者之间有偏差将判断其为缺陷产品，判定其为不合格产品。水果图像识别系统的高清摄像头安置于果汁机器人中类人形机器人头部的侧面位置，大概为人体耳朵位置，其初始位置不能检测到水果。进一步地，在本发明一实施例中，还包括连接于所述机器人主控系统的显示模块50，用于待机时显示动画信息，运行时显示对水果的检测过程和结果信息。所述显示模块为设置于所述果汁机器人的面部位置的液晶显示屏，所述液晶显示屏与所述机器人主控系统之间通过lvds转hdmi信号进行数据传输。具体地，显示模块采用一款10寸液晶显示屏，通过lvds转hdmi信号接到机器人主控系统之中。此模块一方面在待机时显示动画信息，以此吸引顾客；另一方面用于显示水果的检测过程和结果，使顾客得到放心安全的保证。此模块10寸液晶显示屏安置于类人形机器人面部。进一步地，在本发明一实施例中，还包括连接于所述机器人主控系统和所述图像识别系统之间的传感器，用于根据所述检测指令判断待检测位上是否有水果存在。本发明提到的果汁机器人控制系统，通过人脸识别检测系统智能感知客户信息，通过人脸识别技术获取客户基本的特征信息，从而智慧化的与客户进行交互，给客户提供合适的服务。通过图像识别系统检测水果的信息，通过图像识别技术从而判断水果是否存在缺陷，是否符合食用标准，对于不符合的水果将其直接淘汰，符合的水果才会用来榨取果汁。通过传感控制技术判断待检测位置是否有水果存在。通过运动控制技术完成对水果的抓取、从抓取位置到榨汁位置传送的任务。通过显示模块在待机时显示动画信息，运行时显示对水果的检测过程和结果信息等。由此，实现了机器人对顾客的识别和水果的图像检测以保证食品安全，能够安全可靠地给客户提供更加鲜美果汁。图2所示是图1所示的运动控制系统的原理图；如图2所示，所述运动控制系统包括电源模块410、主控模块420、驱动模块430、通信模块440和步进电机450，其中，所述通信模块用于接收来自所述机器人主控系统的所述第一运动控制指令和所述第二运动控制指令，并发送所述反馈信号至所述机器人主控系统；所述主控模块，连接于所述通信模块，用于根据所述第一运动控制指令和所述第二运动控制指令，发送驱动信号至所述驱动模块；所述驱动模块，连接于所述主控模块用于根据所述驱动信号驱动所述步进电机运动；所述步进电机，连接于所述驱动模块，用于调整所述果汁机器人的位置，完成对水果的抓取传送任务。具体地，在本发明一实施例中，电源模块实现+vcc24v到+vcc5v和+vcc5v到+vcc3p3v的转换。其中，+vcc24v转+vcc5v采用dc-dc方案，+vcc5v转+vcc3p3采用ldo方案。其中+vcc5主要用来为通信模块提供参考电压，保证信号传输的稳定性。+vcc3p3主要用来为主控模块供电。图3所示是图2所示的电源模块的+vcc24转+vcc5的核心电路图；图4所示是图2所示的电源模块的+vcc5转+vcc3p3的核心电路图。具体地，在本发明一实施例中，主控模块主要用来接收机器人主控系统发过来的控制命令和发送控制步进电机运控的驱动信号。具体地，主控模块采用ststm32f030f4p6作为主控芯片，其核心电路如图5所示。具体地，在本发明一实施例中，驱动模块主要用来驱动步进电机运动，其采用toshibatb600fg型号主控芯片，其有着小封装，大驱动电流的特性，而且通过调节vrefpin脚的电压，可以设置不同的输出电流值，以满足多种不同功率步进电机的使用需求。其中，输出电流公式为可知，输出电流和vref电压成正比例关系，假设rnf＝0.5r，那么输出电流i和vref之间对应关系见表一。图6所示是图2所示的驱动模块的核心电路图。表一输出电流i与vref之间的对应关系vref(v)current(a)0.51.300.491.220.471.080.460.980.440.860.410.730.360.520.30.36具体地，在本发明一实施例中，通信模块采用rs485信号来完成运动控制系统与机器人主控系统之间的通信任务，包括接收机器人主控系统发送过来的命令和反馈本系统的执行命令等。且由于本系统传输信号工作在+vcc3p3电压下，而机器人主控系统工作在+vcc5电压下。因此，此模块除了完成rs485信号的协议转换外，还完成信号的电平转换。其核心电路如图7所示。进一步地，在本发明提供的果汁机器人控制系统中，所述步进电机设置于所述果汁机器人的头部下方，根据所述第一运动控制指令，带动所述果汁机器人的头部转动，使所述水果图像识别摄像头对准待检测位上的水果。具体地，由于空间结构限制，两个摄像头不能同时兼顾完成正面识别顾客和侧面检测水果的任务。因此，在类人形机器人头部下方装有一款步进电机，以驱动摄像头能够在有需求时转动到相应的位置。进一步地，在本发明提供的果汁机器人控制系统中，所述步进电机的原点通过所述水果图像识别摄像头来确定，通过所述步进电机的使能脉冲的个数来完成所述果汁机器人的头部的运动。具体地，运控控制系统通过rs485信号来获取机器人主控系统的控制命令。其中步进电机的运动角度为固定45度，其每次的归零点通过水果图像识别系统的摄像头来确定。类人形机器人头部需要转动到特定的位置完成人脸检测和水果图像识别。在这个运动过程中，采用rs485通信来接收机器人主控系统发过来的控制命令，以驱动步进电机来完成运动动作。此过程中，步进电机的原点通过水果图像识别摄像头来确定，当此摄像头识别到待检测位上的水果即确定一次原点，完成一次运动行为。当检测完水果后，类人形机器人头部需要转动45度，使得类人形机器人面部正对顾客，然后为顾客显示检测结果。而在这个过程中，类人形机器人头部的运动即依靠步进电机使能脉冲的个数来完成此运动动作。比如，选取0.9度的电机，即每一个脉冲步进电机运动0.9度。本设计方案采用16细分的驱动方案，那么每一个脉冲步进电机运动的角度即为0.9/16度。那么要完成这段路程需要的脉冲数n_clk＝45/(0.9/16)个。因此，当水果图像识别摄像头再次去检测水果的时候，步进电机运动都会校正一次原点，即可防止步进电机长时间运动形成累计误差。图8所示是本发明一实施例提供的果汁机器人控制系统的工作流程图。如图8所示，本发明提供的果汁机器人控制方法包括以下步骤：步骤s1：通过人脸检测系统对客户进行人脸识别以获取所述客户的基本特征信息，并将所述基本特征信息发送至机器人主控系统；步骤s2：通过所述机器人主控系统根据所述基本特征信息调节与客户的交互信息，并根据所述交互信息发送第一运动控制指令至运动控制系统；步骤s3：通过所述运动控制系统根据所述第一运动控制指令调整所述果汁机器人的位置，并在调整完成后发送反馈信号至所述机器人主控系统；步骤s4：通过所述机器人主控系统还用于根据所述反馈信号，发送检测指令至图像识别系统；步骤s5：通过所述图像识别系统根据所述检测指令检测水果的图像信息，根据所述图像信息判断所述水果是否符合食用标准，并将判断结果发送至所述机器人主控系统；步骤s6：通过所述机器人主控系统根据所述判断结果发送第二运动控制指令至所述运动控制系统；步骤s7：通过所述运动控制系统根据所述第二运动控制指令，完成对水果的抓取传送任务。以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。当前第1页12