基于智能移動(dòng)終端的機(jī)器人控制系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于智能移動(dòng)終端的機(jī)器人控制系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的特種機(jī)器人控制器主要采用專(zhuān)用的控制平臺(tái)，開(kāi)發(fā)成本高，同時(shí)用戶(hù)的采購(gòu)成本也很高，并且同時(shí)只有一個(gè)操作員可以監(jiān)控機(jī)器人，使用不方便。
[0003]傳統(tǒng)遙控機(jī)器人通訊距離短，易被障礙物阻斷，同時(shí)容易發(fā)生同頻干擾等缺陷，不能及時(shí)將機(jī)器人采集到的視頻和機(jī)器人本身的運(yùn)動(dòng)情況實(shí)時(shí)的進(jìn)行反饋，大大的限制了機(jī)器人的使用和推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種成本低、可以控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，并且可以隨時(shí)隨地監(jiān)控機(jī)器人運(yùn)行狀況的基于智能移動(dòng)終端的機(jī)器人控制系統(tǒng)及控制方法。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:基于智能移動(dòng)終端的機(jī)器人控制系統(tǒng)，包括機(jī)器人本體和移動(dòng)終端，機(jī)器人本體包括嵌入式控制器、第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊、電機(jī)控制模塊、攝像頭、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電機(jī)、陀螺儀和加速度傳感器，嵌入式控制器分別與第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊、電機(jī)控制模塊、攝像頭、陀螺儀和加速度傳感器相連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路與電機(jī)控制模塊相連接，電機(jī)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路相連接，移動(dòng)終端包括觸摸屏和第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊，移動(dòng)終端將控制指令通過(guò)第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊發(fā)送給嵌入式控制器，嵌入式控制器將控制指令分發(fā)給電機(jī)控制模塊，電機(jī)控制模塊控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，電機(jī)控制模塊周期性的將電機(jī)的執(zhí)行結(jié)果反饋給嵌入式控制器，嵌入式控制器將執(zhí)行結(jié)果通過(guò)第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊傳輸給第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊，第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊將執(zhí)行結(jié)果顯示在觸摸屏上，攝像頭將機(jī)器人采集的視頻傳輸給嵌入式控制器，移動(dòng)終端通過(guò)第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊與第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊的通訊來(lái)訪(fǎng)問(wèn)嵌入式控制器并將機(jī)器人采集的視頻在觸摸屏上進(jìn)行顯示，陀螺儀將機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的角速度傳輸給嵌入式控制器，加速度傳感器將機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度傳輸給嵌入式控制器，嵌入式控制器對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的角速度和加速度進(jìn)行分析處理得到機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，嵌入式控制器通過(guò)第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊與第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊的通訊將機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)顯示在觸摸屏上。
[0006]作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，電機(jī)控制模塊周期性的檢測(cè)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，并將電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)傳輸給嵌入式控制器，嵌入式控制器通過(guò)第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊與第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊的通訊將電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)顯示在觸摸屏上。
[0007]作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，電機(jī)控制模塊還連接有照明設(shè)備。
[0008]作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，移動(dòng)終端上還安裝有機(jī)器人控制模塊，機(jī)器人控制模塊包括虛擬搖桿、虛擬開(kāi)關(guān)、電機(jī)調(diào)速模塊、照明開(kāi)關(guān)和照明亮度調(diào)節(jié)模塊，虛擬開(kāi)關(guān)用于使能虛擬搖桿，虛擬搖桿用于發(fā)送操控機(jī)器人前進(jìn)后退轉(zhuǎn)彎的操作命令，機(jī)器人前進(jìn)后退轉(zhuǎn)彎的操作命令由第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊發(fā)送給嵌入式控制器，嵌入式控制器將機(jī)器人前進(jìn)后退轉(zhuǎn)彎的操作命令發(fā)送給電機(jī)控制模塊，電機(jī)控制模塊控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作；電機(jī)調(diào)速模塊用于進(jìn)行電機(jī)的調(diào)速，照明開(kāi)關(guān)用于照明設(shè)備的開(kāi)關(guān)，照明亮度調(diào)節(jié)模塊用于照明設(shè)備的亮度的調(diào)節(jié)。
[0009]作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，移動(dòng)終端上還安裝有第三無(wú)線(xiàn)通訊模塊或第一有線(xiàn)通訊模塊。
[0010]作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，基于智能移動(dòng)終端的機(jī)器人控制系統(tǒng)還包括用于發(fā)送操控機(jī)器人命令的搖桿控制設(shè)備或者按鈕控制設(shè)備，搖桿控制設(shè)備或者按鈕控制設(shè)備通過(guò)第四無(wú)線(xiàn)通訊模塊與第三無(wú)線(xiàn)通訊模塊的通訊將操控機(jī)器人的命令發(fā)送給移動(dòng)終端。
[0011]作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，搖桿控制設(shè)備或者按鈕控制設(shè)備通過(guò)第二有線(xiàn)通訊模塊與第一有線(xiàn)通訊模塊的通訊將操控機(jī)器人的命令發(fā)送給移動(dòng)終端。
[0012]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:一種采用基于智能移動(dòng)終端的機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行控制的方法，包括如下步驟:
[0013]I)移動(dòng)終端連接需要控制的機(jī)器人；
[0014]2)移動(dòng)終端將控制指令通過(guò)第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊發(fā)送給嵌入式控制器，同時(shí)移動(dòng)終端啟動(dòng)計(jì)時(shí)器；
[0015]3)嵌入式控制器將控制指令發(fā)送給電機(jī)控制模塊，電機(jī)控制模塊控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作；
[0016]4)若步驟2)中的計(jì)時(shí)器未超時(shí)，移動(dòng)終端將控制指令通過(guò)第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊發(fā)送給嵌入式控制器，嵌入式控制器將控制指令分發(fā)給電機(jī)控制模塊，電機(jī)控制模塊控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，電機(jī)控制模塊周期性的將電機(jī)的執(zhí)行結(jié)果反饋給嵌入式控制器，嵌入式控制器將執(zhí)行結(jié)果通過(guò)第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊傳輸給第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊，第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊將執(zhí)行結(jié)果顯示在觸摸屏上；
[0017]5)若步驟2)中的計(jì)時(shí)器超時(shí)，移動(dòng)終端重新發(fā)送控制指令。
[0018]作為本發(fā)明的優(yōu)化方案，控制指令包括控制機(jī)器人前進(jìn)的指令、機(jī)器人后退的指令、機(jī)器人轉(zhuǎn)彎的指令和控制電機(jī)運(yùn)行速度的指令。
[0019]本發(fā)明具有積極的效果:I)本發(fā)明使用現(xiàn)有的移動(dòng)終端代替了復(fù)雜的專(zhuān)用控制平臺(tái)，不僅操作簡(jiǎn)單方便，而且大大的降低了成本；
[0020]2)本發(fā)明的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，適應(yīng)微型化的要求；
[0021]3)本發(fā)明在滿(mǎn)足通訊質(zhì)量的前提下，對(duì)局域網(wǎng)和運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行切換使用，通過(guò)綜合考慮通訊成本和通訊質(zhì)量，有效的擴(kuò)大了機(jī)器人和移動(dòng)終端的有效距離；
[0022]4)本發(fā)明不僅能控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，同時(shí)可以將機(jī)器人采集的視頻、機(jī)器人的狀態(tài)和傳感器數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋到移動(dòng)終端上，有效的促進(jìn)了機(jī)器人的使用和推廣。
【附圖說(shuō)明】
[0023]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中:
[0024]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；
[0025]圖2是機(jī)器人控制模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖3是采用基于智能移動(dòng)終端的機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行控制的方法的流程圖；
[0027]圖4是移動(dòng)終端連接需要控制的機(jī)器人的流程圖；
[0028]圖5是移動(dòng)終端發(fā)送控制機(jī)器人的操作命令的流程圖；
[0029]圖6是移動(dòng)終端接收數(shù)據(jù)包的處理流程圖。
[0030]其中，1、機(jī)器人本體，2、移動(dòng)終端，11、嵌入式控制器，12、第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊，13、電機(jī)控制模塊，14、攝像頭，15、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，16、電機(jī)，17、陀螺儀，18、加速度傳感器，19、照明設(shè)備，21、觸摸屏，22、第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊，23、機(jī)器人控制模塊，24、第三無(wú)線(xiàn)通訊模塊，25、第一有線(xiàn)通訊模塊，231、虛擬搖桿，232、虛擬開(kāi)關(guān)，233、電機(jī)調(diào)速模塊，234、照明開(kāi)關(guān)，235、照明亮度調(diào)節(jié)模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0031]如圖1所示，本發(fā)明公開(kāi)了基于智能移動(dòng)終端的機(jī)器人控制系統(tǒng)，包括機(jī)器人本體I和移動(dòng)終端2，機(jī)器人本體I包括嵌入式控制器11、第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊12、電機(jī)控制模塊13、攝像頭14、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路15、電機(jī)16、陀螺儀17和加速度傳感器18，嵌入式控制器11分別與第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊12、電機(jī)控制模塊13、攝像頭14、陀螺儀17和加速度傳感器18相連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路15與電機(jī)控制模塊13相連接，電機(jī)16與電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路15相連接，移動(dòng)終端2包括觸摸屏21和第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊22，移動(dòng)終端2將控制指令通過(guò)第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊12發(fā)送給嵌入式控制器11，嵌入式控制器11將控制指令分發(fā)給電機(jī)控制模塊13，電機(jī)控制模塊13控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路15驅(qū)動(dòng)電機(jī)16執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，電機(jī)控制模塊13周期性的將電機(jī)16的執(zhí)行結(jié)果反饋給嵌入式控制器11，嵌入式控制器11將執(zhí)行結(jié)果通過(guò)第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊12傳輸給第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊22，第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊22將執(zhí)行結(jié)果顯示在觸摸屏21上，攝像頭14將機(jī)器人采集的視頻傳輸給嵌入式控制器U，移動(dòng)終端2通過(guò)第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊22與第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊12的通訊來(lái)訪(fǎng)問(wèn)嵌入式控制器11并將機(jī)器人采集的視頻在觸摸屏21上進(jìn)行顯示，陀螺儀17將機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的角速度傳輸給嵌入式控制器11，加速度傳感器18將機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度傳輸給嵌入式控制器11，嵌入式控制器11對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的角速度和加速度進(jìn)行分析處理得到機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，嵌入式控制器11通過(guò)第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊12與第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊22的通訊將機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)顯示在觸摸屏21上。其中，移動(dòng)終端2可以是平板電腦、筆記本或者手機(jī)，可以在嵌入式控制器11上搭建視頻服務(wù)器，便于移動(dòng)終端2查看機(jī)器人采集的視頻，另外，陀螺儀17和加速度傳感器18可以進(jìn)行集成。
[0032]電機(jī)控制模塊13周期性的檢測(cè)電機(jī)16的運(yùn)行狀態(tài)，并將電機(jī)16的運(yùn)行狀態(tài)傳輸給嵌入式控制器11，嵌入式控制器11通過(guò)第一無(wú)線(xiàn)通訊模塊12與第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊22的通訊將電機(jī)16的運(yùn)行狀態(tài)顯示在觸摸屏21上。通過(guò)I周期性的檢測(cè)電機(jī)16的運(yùn)行狀態(tài)，便于用戶(hù)及早的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以免造成通信資源的浪費(fèi)。
[0033]電機(jī)控制模塊13還連接有照明設(shè)備19，為了便于機(jī)器人在照明不良條件下進(jìn)行更好的拍攝，設(shè)置了照明設(shè)備19，其中，照明設(shè)備19可以是LED燈，耗能小，亮度高。
[0034]如圖2所示，移動(dòng)終端2上還安裝有機(jī)器人控制模塊23，機(jī)器人控制模塊23包括虛擬搖桿231、虛擬開(kāi)關(guān)232、電機(jī)調(diào)速模塊233、照明開(kāi)關(guān)234和照明亮度調(diào)節(jié)模塊235，虛擬開(kāi)關(guān)232用于使能虛擬搖桿231，虛擬搖桿231用于發(fā)送操控機(jī)器人前進(jìn)后退轉(zhuǎn)彎的操作命令，機(jī)器人前進(jìn)后退轉(zhuǎn)彎的操作命令由第二無(wú)線(xiàn)通訊模塊22發(fā)送給嵌入式控制器11，嵌入式控制器11將機(jī)器人前進(jìn)后退轉(zhuǎn)彎的操作命令發(fā)送給電機(jī)控制模塊13，電機(jī)控制模塊13控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路15驅(qū)動(dòng)電機(jī)16執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作；電機(jī)調(diào)速模塊233用于進(jìn)行電機(jī)16的調(diào)速，照明開(kāi)關(guān)234用于照明設(shè)備19的開(kāi)關(guān)，照明亮度調(diào)節(jié)模塊235用于照明設(shè)備19的亮度的調(diào)節(jié)。其中，觸摸屏21還用于顯示電機(jī)16的轉(zhuǎn)速和電流，通過(guò)電機(jī)調(diào)速模塊233進(jìn)行電機(jī)16速度的調(diào)節(jié)，通過(guò)觸摸屏21可以顯示調(diào)節(jié)后的電機(jī)16的轉(zhuǎn)速和當(dāng)前電機(jī)16的電流，另外，觸摸屏21可以顯示機(jī)器人本體I的電池電量。
[0035]移動(dòng)終端2上還安裝有第三無(wú)線(xiàn)通訊模塊24或第一有線(xiàn)通訊模塊