本發明專利技術提供了一種智能循跡機器人、系統及控制方法,涉及機器人領域。其特征在于,所述系統包括:機器人體、所述機器人體頂部設有攝像頭;所述機器人體底部設有車輪;所述機器人體內部設有驅動車輪運動的電機和控制機器人前進方向的舵機;所述機器人體內部還設有控制機器人運行的控制系統。該發明專利技術具有處理簡單,占用資源,執行效率高、準確性高等優點。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及機器人領域,特別涉及一種智能循跡機器人、系統及控制方法。
技術介紹
隨著計算機技術,控制技術,信息技術的快速發展,工業的生產和管理進入自動化,信息化和智能化時代,智能化已經成為時代發展的需要。在柔性自動化生產線,智能仺儲管理及物流配送等領域,當生產現場環境惡劣時,人工不能完成的任務如物料運輸和裝卸等,可采用智能循跡機器人完成相關的任務。基于生產現場和日常生活的實際需要,研究和開發智能機器人循跡系統具有十分重要的意義。該項目的研究可以應用與機車頭燈自動循跡,工廠自動化,倉庫管理智能玩具和民用服務等領域,可提高勞動生產效率,改善勞動環境。智能機器人能夠感知環境,能夠有學習,情感和對外界一種邏輯判斷思維。它作為現代高科技的集成體,是21世紀的科技制高點之一。移動機器人技術的發展,應該說它是科學技術發展的一個綜合性的結果。同時,它為社會經濟發展產生了一門有著重大影響的科學技術,移動對機器人的研究成果又提高了本國的經濟的發展水平。還有,隨著汽車工業的迅速發展,關于汽車的研究也就越來越受人關注。現有的循跡機器人還存在以下的問題:1、處理速度慢:由于算法和程序的復雜度較高,導致循跡機器 人在實際運行過程中的處理速度非常慢,從而導致無法達到令人滿意的運動速度。2、成本高昂:系統的復雜性進一步的導致了機器人的制造成本大幅度提升,對于機器人的普及和應用是一個相當大的阻力。3、準確性較低:由于實際情況非常的非常復雜,循跡機器人在處理實際問題中,往往會遇到很多的問題。導致循跡的結果準確率很低。4、結構復雜:現有的循跡機器人大都采用多個電機協同工作,實現精確的控制,然而這種結構雖然能讓機器人的精確度提升,但與此同時造成機器人的整體結構非常復雜,一旦損壞非常難以進行維修。同時也提高了成本。
技術實現思路
鑒于此,本專利技術提供了一種智能循跡機器人、系統及控制方法,該專利技術具有處理簡單,占用資源,執行效率高、準確性高等優點。本專利技術采用的技術方案如下:一種智能循跡機器人,其特征在于,它包括:機器人體2、所述機器人體2頂部設有攝像頭1;所述機器人體2底部設有車輪3;所述機器人體2內部設有驅動車輪運動的電機和控制機器人前進方向的舵機;所述機器人體2內部還設有控制機器人運行的控制系統。所述攝像頭為黑白圖像攝像頭,最高像素為664*492。所述控制系統包括:路徑檢測模塊、起跑線檢測模塊、車速檢測模塊、電源模塊、中央處理器、舵機驅動模塊和電機驅動模塊;所述 路徑檢測模塊信號連接于中央處理器;所述起跑線檢測模塊信號連接于中央處理器;所述電源模塊信號連接于中央處理器;所述舵機驅動模塊信號連接于中央處理器;所述電機驅動模塊信號連接于中央處理器;所述中央處理器分別信號連接于路徑檢測模塊、起跑線檢測模塊、車速檢測模塊、電源模塊、舵機驅動模塊和電機驅動模塊。所述路徑檢測模塊,用于根據攝像頭發送過來的圖像信息,判斷機器人所處的跑道類型為直道還是彎道,將判斷結果發送給中央處理器;所述車速檢測模塊,用于對機器人前進的速度進行實時采集,將采集結果發送至中央處理器;所述起跑線檢測模塊,用于檢測機器人是否處于起跑線,將檢測結果發送至中央處理器;所述電源模塊,用于給機器人提供運行的能源;所述中央處理器,用于根據各個模塊發送過來的數據信息,發送控制命令至舵機驅動模塊和電機驅動模塊;所述舵機驅動模塊,用于根據中央處理器發送過來的控制命令,控制舵機的運行;所述電機驅動模塊,用于根據中央處理器發送過來的控制命令,控制電機的運行。一種智能循跡機器人控制方法,其特征在于,所述方法包括如下步驟:步驟1:機器人啟動,起跑線檢測模塊檢測機器人是否處于起跑線,如果不是,則待機不動;如果是,中央處理器則發送控制命令至電機驅動模塊,電機驅動模塊驅動電機控制機器人前進;步驟2:前行過程中,攝像頭實時采集跑到圖像信息,將圖像信息發送到路徑檢測模塊,路徑檢測模塊根據圖像信息判斷機器人當前是處于直道還是彎道;步驟3:車速檢測模塊開始實時檢測機器人的速度,并將檢測結果發送給中央處理器;步驟4:中央處理器根據路徑檢測模塊和車速檢測模塊發送過來的數據信息發送控制命令道舵機驅動模塊和電機驅動模塊,;步驟5:舵機控制模塊和電機控制模塊根據中央處理器發送過來的控制命令分別控制舵機和電機的運行。所述路徑檢測模塊的檢測方法及中央處理器根據檢測結果控制機器人前進方向的包括下步驟:步驟1:接收到攝像頭發送過來的圖像信息;步驟2:對圖像進行二值化;步驟3:計算圖像左側白點數和圖像右側白點數之差;步驟4:判斷差的絕對值是否小于130,如果不是,則發送結果至中央處理器,執行步驟5;如果是,則計算DIR值,并判斷DIR值的是否滿足:-11.2<DIR<11.2;如果是,則發送結果至中央處理器,執行步驟5;如果不是,且DIR<-12,則發送結果至中央處理器,執行步驟6;如果DIR值>12,則發送結果至中央處理器,執行步驟7;步驟5:中央處理器發送控制命令至舵機驅動模塊,從而控制舵機正中電機加速;步驟6:中央處理器發送控制命令至舵機驅動模塊,從而控制舵機左轉電機加速;步驟7:中央處理器發送控制命令至舵機驅動模塊,從而控制舵機右轉電機加速。所述舵機及電機控制算法包括以下步驟:步驟1:路徑檢測模塊對攝像頭采集到的圖像信息進行二值化,根據二值化圖像的結果,以圖像中心為界,分別計算邊界左右側白點數目: l e f t = Σ r o w = 1 max l e f t ( r o w ) ; ]]> r i g h t = Σ r o w = 1 max r i g h t ( r o w ) ; ]]>其中,row為圖像的行數,max行數最大值:80;left為左側白點數目;right為右側白點數目;步驟2:然后對左側和右側的白點數進行做差,然后對差值除以行數,得到賽道偏移量:步驟3:根據偏移量AVG大小,判斷當前賽道情況,根據賽道情況,對AVG乘以不同的系數k,得到舵機值,然后進行方向控制;所述k值自行進行設定。采用以上技術方案,本專利技術產生了以下有益效果:1、循跡準確率高:本專利技術的循跡機器人,采用圖像識別作為循跡的基礎。比起通過傳感器進行循跡的機器人,具有更高的準確性。2、結構簡單:本專利技術的循跡機器人,無論是內部結構還是外部結構都非常的簡單。便于組裝和生產,降低了制造成本,提高了普及率。3、成本低:除了結構上進行了改進,降低了機器人的復雜度,同時在機器人的組件上。我們采用黑白攝像頭,沒有采用傳統的彩色攝像頭,降低了攝像頭的成本,進一步降低了機器人的成本。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種智能循跡機器人,其特征在于,它包括:機器人體(2)、所述機器人體(2)頂部設有攝像頭(1);所述機器人體(2)底部設有車輪(3);所述機器人體(2)內部設有驅動車輪運動的電機和控制機器人前進方向的舵機;所述機器人體(2)內部還設有控制機器人運行的控制系統。
【技術特征摘要】
1.一種智能循跡機器人,其特征在于,它包括:機器人體(2)、所述機器人體(2)頂部設有攝像頭(1);所述機器人體(2)底部設有車輪(3);所述機器人體(2)內部設有驅動車輪運動的電機和控制機器人前進方向的舵機;所述機器人體(2)內部還設有控制機器人運行的控制系統。2.如權利要求1所述的智能循跡機器人,其特征在于,所述攝像頭為黑白圖像攝像頭,最高像素為664*492。3.如權利要求1或2所述的智能循跡機器人,其特征在于,所述控制系統包括:路徑檢測模塊、起跑線檢測模塊、車速檢測模塊、電源模塊、中央處理器、舵機驅動模塊和電機驅動模塊;所述路徑檢測模塊信號連接于中央處理器;所述起跑線檢測模塊信號連接于中央處理器;所述電源模塊信號連接于中央處理器;所述舵機驅動模塊信號連接于中央處理器;所述電機驅動模塊信號連接于中央處理器;所述中央處理器分別信號連接于路徑檢測模塊、起跑線檢測模塊、車速檢測模塊、電源模塊、舵機驅動模塊和電機驅動模塊。4.如權利要求3所述的智能循跡機器人,其特征在于,所述路徑檢測模塊,用于根據攝像頭發送過來的圖像信息,判斷機器人所處的跑道類型為直道還是彎道,將判斷結果發送給中央處理器;所述車速檢測模塊,用于對機器人前進的速度進行實時采集,將采集結果發送至中央處理器;所述起跑線檢測模塊,用于檢測機器人是否處于起跑線,將檢測結果發送至中央處理器;所述電源模塊,用于給機器人提供運行的能源;所述中央處理器,用于根據各個模塊發送過來的數據信息,發送控制命令至舵機驅動模塊和電機驅動模塊;所述舵機驅動模塊,用于根據中央處理器發送過來的控制命令,控制舵機的運行;所述電機驅動模塊,用于根據中央處理器發送過來的控制命令,控制電機的運行。5.一種基于權利要求1至4之一所述的智能循跡機器人的控制方法,其特征在于,所述方法包括如下步驟:步驟1:機器人啟動,起跑線檢測模塊檢測機器人是否處于起跑線,如果不是,則待機不動;如果是,中央處理器則發送控制命令至電機驅動模塊,電機驅動模塊驅動電機控制機器人前進;步驟2:前行過程中,攝像頭實時采集跑到圖像信息,將圖像信息發送到路徑檢測模塊,路徑檢測模塊根據圖像信息判斷機器人當前是處于直道還是彎道;步驟3:車速檢測模塊開始實時檢測機器人的速度,并將檢測結果發送給中央處理器;步驟4:中央處理器根據路徑檢測模塊和車速檢測模塊發送過來的數據信息發送控制命令道舵機驅動模塊和電機驅動模塊,;步驟5:舵機控制模塊和電機控制模塊根據中央處理器發送過來的控制命令分別控制舵機和電機的運行...
【專利技術屬性】
技術研發人員:夏燼楚,
申請(專利權)人:夏燼楚,
類型:發明
國別省市:四川;51
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