一種面部表情機器人多核控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種面部表情機器人多核控制系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)壓模塊、機器人控制器、上位機、機器人執(zhí)行模塊，所述電壓轉(zhuǎn)換器將交流電源轉(zhuǎn)化為直流為機器人控制器供電，所述機器人控制器與上位機通過串口相互通信，機器人控制器向機器人執(zhí)行模塊傳輸數(shù)據(jù)并接收機器人執(zhí)行模塊反饋數(shù)據(jù)；本實用新型解決現(xiàn)了有面部表情機器人由于無法實現(xiàn)上位機對底層驅(qū)動的同步實時控制，機器人的表情運動難以協(xié)同工作的問題，該系統(tǒng)由多塊核處理器構(gòu)成，穩(wěn)定實現(xiàn)對多驅(qū)動器控制，通過異步串口通信實現(xiàn)上位機對嵌入式控制系統(tǒng)實時控制，工作環(huán)境簡易，降低了面部表情機器人的開發(fā)成本。
【專利說明】一種面部表情機器人多核控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及機器人應(yīng)用領(lǐng)域，特別是涉及一種用于面部表情機器人驅(qū)動控制的多核控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]第一代工業(yè)機器人沒有感情表達，缺乏機器視覺、機器聽覺等高級智能，工作完成與否、完成的質(zhì)量無法感知，難以和操作人員進行人機交互。面部表情機器人通過合理設(shè)計具有擬人的外形，能實現(xiàn)和真人相同的表情和肢體動作，近年來取得巨大發(fā)展。
[0003]國內(nèi)面部表情機器人受技術(shù)限制，在表情實現(xiàn)上比較僵硬，實際應(yīng)用較少，代表成果有哈爾濱工業(yè)大學(xué)的孫中山機器人、上海大學(xué)的SHFR_1、西安超人公司的李詠2等。國外面部表情機器人受材料和驅(qū)動器影響，目前的研究也遇到瓶頸，代表成果有美國麻省理工學(xué)院(MIT)人工智能實驗室的Kismet、日本的早稻田大學(xué)的WE-4R。
[0004]現(xiàn)階段的已有的面部表情機器人由于無法實現(xiàn)上位機對底層驅(qū)動的同步實時控制，機器人的表情運動難以協(xié)同工作，缺乏一種能實現(xiàn)面部表情機器人的多驅(qū)動器同步實時控制系統(tǒng)。
[0005]現(xiàn)有面部表情機器人控制系統(tǒng)主要存在以下缺點:單塊處理器控制，處理器無法同時完成多個驅(qū)動器的同步控制，通過上位機對驅(qū)動器進行實時控制的實現(xiàn)方式和流程比較復(fù)雜，實現(xiàn)效果不佳，加大了面部表情機器人的開發(fā)成本。
實用新型內(nèi)容
[0006]針對以上不足，本實用新型提出一種面部表情機器人多核控制系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有面部表情機器人由于無法實現(xiàn)上位機對底層驅(qū)動的同步實時控制，機器人的表情運動難以協(xié)同工作的問題。該系統(tǒng)由多塊核處理器構(gòu)成，穩(wěn)定實現(xiàn)對多驅(qū)動器控制，通過異步串口通信實現(xiàn)上位機對嵌入式控制系統(tǒng)實時控制，工作環(huán)境簡易，降低了面部表情機器人的開發(fā)成本。
[0007]本實用新型的技術(shù)方案為:一種面部表情機器人多核控制系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)壓模塊、機器人控制器、上位機、機器人執(zhí)行模塊；所述電壓轉(zhuǎn)換器將交流電轉(zhuǎn)化為直流為機器人控制器供電，所述機器人控制器與上位機通過串口相互通信，機器人控制器向機器人執(zhí)行模塊傳輸數(shù)據(jù)并接收機器人執(zhí)行模塊反饋數(shù)據(jù)。
[0008]在上述技術(shù)方案中，所述機器人控制器包括主控處理器、模擬數(shù)據(jù)處理器、數(shù)據(jù)交換模塊、多核數(shù)據(jù)處理模塊；所述主控處理器通過串口與多核數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)交換模塊進行數(shù)據(jù)交互；主控處理器與模擬數(shù)據(jù)處理器連接，主控處理器向模擬數(shù)據(jù)處理器發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0009]在上述技術(shù)方案中，所述主控處理器與多核數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)交換模塊之間采用異步串口通信方式交換數(shù)據(jù)，或采用I2C、CAN總線通信方式交換數(shù)據(jù)。
[0010]在上述技術(shù)方案中，所述機器人控制器與上位機之間采用異步串口通信方式交換數(shù)據(jù)，或采用I2C、CAN總線通信方式交換數(shù)據(jù)。
[0011]在上述技術(shù)方案中，包括運動狀態(tài)顯示模塊和人機交互模塊，所述人機交互模塊與上位機相互連接；所述運動狀態(tài)顯示模塊與機器人控制器連接，運動狀態(tài)顯示模塊接受并顯示來自機器人控制器的數(shù)據(jù)。
[0012]在上述技術(shù)方案中，所述機器人執(zhí)行模塊包括感知傳感器和運動執(zhí)行器。
[0013]本實用新型的優(yōu)點在于:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有工作環(huán)境簡易，開發(fā)成本低的優(yōu)點，能穩(wěn)定實現(xiàn)對多驅(qū)動器同步控制，完成上位機對嵌入式控制系統(tǒng)實時控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的原理框圖。
【具體實施方式】
[0015]如圖1所示，本實用新型包括:轉(zhuǎn)壓模塊、機器人控制器、上位機、機器人執(zhí)行模塊、運動狀態(tài)顯示模塊和人機交互模塊。轉(zhuǎn)壓模塊為整個系統(tǒng)提供電源輸入，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電輸出到機器人控制器；機器人控制器包括主控處理器、模擬數(shù)據(jù)處理器、數(shù)據(jù)交換模塊、多核數(shù)據(jù)處理模塊，主控處理器通過串口與多核數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)交換模塊進行數(shù)據(jù)交互；主控處理器與模擬數(shù)據(jù)處理器連接，主控處理器向模擬數(shù)據(jù)處理器發(fā)送數(shù)據(jù)；機器人控制器通過出口方式與上位機連接，而上位機在連接一個人機交互模塊，以便于數(shù)據(jù)輸入；機器人控制器與機器人執(zhí)行模塊連接，發(fā)送動作命令和采集接收狀態(tài)信息。
[0016]本實用新型中的機器人執(zhí)行模塊包括感知傳感器和運動執(zhí)行器，感知傳感器包括微型攝像頭裝置、電機碼盤測速裝置和錄音模塊，用于采集外部各種信息，而運動執(zhí)行器包括舵機、步進電機、無刷電機、有刷電機和語音輸出模塊，當(dāng)接受到相應(yīng)的控制命令時便開始工作。
[0017]本實用新型的基本工作流程為:當(dāng)人機交互模塊向上位機輸入數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)交互模塊與主控處理器進行數(shù)據(jù)交互，主控處理器經(jīng)多核數(shù)據(jù)處理模塊控制運動執(zhí)行器執(zhí)行指定運動。所述感知傳感器采集當(dāng)前運動狀態(tài)反饋到機器人控制器。所述主控處理器將當(dāng)前運動狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸?shù)侥M數(shù)據(jù)處理器進行數(shù)據(jù)處理，在運動狀態(tài)顯示模塊中顯示出來。所述機器人執(zhí)行模塊的執(zhí)行情況數(shù)據(jù)由主控處理器經(jīng)數(shù)據(jù)交互模塊傳輸?shù)缴衔粰C，并最終在人機交互模塊上顯示。
[0018]本說明書中公開的所有特征，除了互相排斥的特征以外，均可以以任何方式組合。
[0019]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種面部表情機器人多核控制系統(tǒng),其特征在于包括轉(zhuǎn)壓模塊、機器人控制器、上位機、機器人執(zhí)行模塊；所述電壓轉(zhuǎn)換器將交流電源轉(zhuǎn)化為直流為機器人控制器供電，所述機器人控制器與上位機通過串口相互通信，機器人控制器向機器人執(zhí)行模塊傳輸數(shù)據(jù)并接收機器人執(zhí)行模塊反饋數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面部表情機器人多核控制系統(tǒng)，其特征在于所述機器人控制器包括主控處理器、模擬數(shù)據(jù)處理器、數(shù)據(jù)交換模塊、多核數(shù)據(jù)處理模塊；所述主控處理器通過串口與多核數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)交換模塊進行數(shù)據(jù)交互；主控處理器與模擬數(shù)據(jù)處理器連接，主控處理器向模擬數(shù)據(jù)處理器發(fā)送數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種面部表情機器人多核控制系統(tǒng)，其特征為所述主控處理器與多核數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)交換模塊之間采用異步串口通信方式交換數(shù)據(jù)，或采用I2C、CAN總線通信方式交換數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面部表情機器人多核控制系統(tǒng)，其特征為所述機器人控制器與上位機之間采用異步串口通信方式交換數(shù)據(jù)，或采用I2C、CAN總線通信方式交換數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面部表情機器人多核控制系統(tǒng)，其特征為包括運動狀態(tài)顯示模塊和人機交互模塊，所述人機交互模塊與上位機相互連接；所述運動狀態(tài)顯示模塊與機器人控制器連接，運動狀態(tài)顯示模塊接受并顯示來自機器人控制器的數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種面部表情機器人多核控制系統(tǒng)，其特征為所述機器人執(zhí)行模塊包括感知傳感器和運動執(zhí)行器。
【文檔編號】B25J13/08GK203650518SQ201420017380
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】陳燕, 楊劍鋒, 唐帥, 胡燕, 鄭杰 申請人:陳燕