單驅(qū)動(dòng)自主遙控網(wǎng)絡(luò)拳擊模型機(jī)器人系統(tǒng)及該機(jī)器人系統(tǒng)的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及拳擊模型機(jī)器人的控制技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]拳擊是一項(xiàng)驚險(xiǎn)刺激的體育運(yùn)動(dòng)，所以常被用來作為新裝置的主題。這些裝置可以分成幾類，第一類是與拳擊功能相關(guān)的裝置，如模擬拳擊動(dòng)作的裝置，供人作為擊打?qū)ο笾?，采用類似原理的還有電子系統(tǒng)虛擬顯示拳擊動(dòng)作的裝置；第二類是可以對(duì)拳擊動(dòng)作進(jìn)行輔助的裝置；第三類，將拳擊用作娛樂玩具，還有可以人在其中操作的機(jī)械拳擊裝置，有兩人可以分別操作的仿拳擊小機(jī)構(gòu)，或單體仿拳擊動(dòng)作小機(jī)構(gòu)作為觀賞之用，但目前這類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜、動(dòng)作不靈活，且難以實(shí)現(xiàn)對(duì)左右臂分別控制，不能自主運(yùn)行、不具網(wǎng)絡(luò)化管理功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的拳擊模型機(jī)器人結(jié)構(gòu)復(fù)雜、動(dòng)作不靈活，且難以實(shí)現(xiàn)使用同一個(gè)電機(jī)對(duì)左右臂分別控制、不能自主運(yùn)行、不具網(wǎng)絡(luò)化管理功能的問題，提供一種單驅(qū)動(dòng)自主遙控網(wǎng)絡(luò)拳擊模型機(jī)器人系統(tǒng)及該機(jī)器人系統(tǒng)的控制方法。
[0004]本發(fā)明所述的單驅(qū)動(dòng)自主遙控網(wǎng)絡(luò)拳擊模型機(jī)器人系統(tǒng)包括機(jī)器人、無線控制器和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，所述機(jī)器人能夠與無線控制器和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器進(jìn)行通信；
[0005]所述機(jī)器人包括頭部1、頸部2、身體3、左出拳機(jī)構(gòu)4、右出拳機(jī)構(gòu)5、前行走機(jī)構(gòu)
6、后行走機(jī)構(gòu)7和中間升高凸輪8 ;
[0006]頭部I設(shè)置有頭部被擊打區(qū)域、紅外發(fā)射與接收測(cè)距單元和聲光顯示裝置和外部目標(biāo)傳感器，該外部目標(biāo)傳感器包括圖像傳感器和解碼器；
[0007]身體3的內(nèi)部設(shè)置有旋轉(zhuǎn)凸輪，該旋轉(zhuǎn)凸輪位于左出拳機(jī)構(gòu)4和右出拳機(jī)構(gòu)5之間，用于帶動(dòng)左出拳機(jī)構(gòu)4和右出拳機(jī)構(gòu)5動(dòng)作，身體3內(nèi)還設(shè)置有分別用于驅(qū)動(dòng)頭部1、頸部2、旋轉(zhuǎn)凸輪、前行走機(jī)構(gòu)6、后行走機(jī)構(gòu)7和中間升高凸輪8的電動(dòng)機(jī)以驅(qū)動(dòng)各電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，身體3的內(nèi)部還設(shè)置有無線通信模塊、聲光驅(qū)動(dòng)電路、一號(hào)微處理器和身體振動(dòng)傳感器，身體的胸部設(shè)置有被擊打區(qū)域9，其中被擊打區(qū)域由能夠感受壓力的壓力傳感器或壓力傳感器陣列構(gòu)成；
[0008]所述中間升高凸輪8位于身體3底部的中間；
[0009]所述的無線控制器包括二號(hào)微處理器、無線通信模塊、按鍵模塊和顯示模塊，按鍵模塊的信號(hào)輸出端連接二號(hào)微處理器的控制信號(hào)輸入端，二號(hào)微處理器的顯示信號(hào)輸出端連接顯示模塊的信號(hào)輸入端，二號(hào)微處理器通過無線通信模塊與機(jī)器人進(jìn)行信號(hào)傳輸；
[0010]所述的無線控制器能夠直接接入網(wǎng)絡(luò)，與其他單驅(qū)動(dòng)自主遙控網(wǎng)絡(luò)拳擊模型機(jī)器人系統(tǒng)的無線控制器組成網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)；
[0011]所述二號(hào)微處理器內(nèi)嵌入有軟件實(shí)現(xiàn)的無線控制模塊，該無線控制模塊包括以下單元:
[0012]鍵輸入判斷單元:判斷是否有鍵輸入，并在判斷結(jié)果為是時(shí)啟動(dòng)參數(shù)鍵輸入判斷單元，在判斷結(jié)果為否時(shí)返回啟動(dòng)鍵輸入判斷單元；
[0013]參數(shù)鍵輸入判斷單元:判斷是否有參數(shù)鍵輸入，并在判斷結(jié)果為是時(shí)啟動(dòng)速度值存儲(chǔ)單元，在判斷結(jié)果為否時(shí)啟動(dòng)動(dòng)作鍵輸入判斷單元；
[0014]速度值存儲(chǔ)單元:記錄速度值并將該速度值放入?yún)?shù)寄存器；
[0015]動(dòng)作鍵輸入判斷單元:判斷是否有動(dòng)作鍵輸入，并在判斷結(jié)果為是時(shí)啟動(dòng)動(dòng)作標(biāo)志寄存器置位單元，在判斷結(jié)果為否時(shí)啟動(dòng)顯示鍵輸入判斷單元；
[0016]動(dòng)作標(biāo)志寄存器置位單元:將動(dòng)作標(biāo)志寄存器的標(biāo)志位置位；
[0017]顯示鍵輸入判斷單元:判斷是否有顯示鍵輸入，并在判斷結(jié)果為是時(shí)啟動(dòng)顯示標(biāo)志寄存器置位單元，在判斷結(jié)果為否時(shí)啟動(dòng)動(dòng)作與速度數(shù)據(jù)發(fā)送單元；
[0018]顯示標(biāo)志寄存器置位單元:將顯示標(biāo)志寄存器的標(biāo)志位置位；
[0019]動(dòng)作與速度數(shù)據(jù)發(fā)送單元:根據(jù)動(dòng)作寄存器標(biāo)志將對(duì)應(yīng)的動(dòng)作要求和參數(shù)寄存器中存儲(chǔ)的速度值發(fā)送至數(shù)據(jù)寄存器；
[0020]顯示數(shù)據(jù)發(fā)送單元:根據(jù)顯示寄存器標(biāo)志將該對(duì)應(yīng)的顯示數(shù)據(jù)寄存內(nèi)容發(fā)送至顯示緩存區(qū)；
[0021]數(shù)據(jù)寄存器無線發(fā)送單元:通過無線通信模塊發(fā)送發(fā)射數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)；
[0022]機(jī)器人數(shù)據(jù)接收單元:接收機(jī)器人發(fā)來的數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)存入顯示數(shù)據(jù)寄存器；
[0023]顯示緩存區(qū)數(shù)據(jù)發(fā)送單元:將顯示緩存區(qū)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)發(fā)送至聲光顯示裝置；
[0024]停止信號(hào)判斷單元:判斷是否有停止信號(hào)輸入，并在判斷結(jié)果為是時(shí)結(jié)束無線控制模塊，在判斷結(jié)果為否時(shí)啟動(dòng)鍵輸入判斷單元；
[0025]所述的動(dòng)作鍵包括前進(jìn)鍵、后退鍵、前左轉(zhuǎn)/左橫移鍵、前右轉(zhuǎn)/右橫移鍵、后左轉(zhuǎn)鍵、后右轉(zhuǎn)鍵、升高鍵和擊打鍵；
[0026]所述的速度值包括動(dòng)作速度、擊打速度和升高速度；
[0027]所述動(dòng)作速度包括前進(jìn)速度、后退速度、前左轉(zhuǎn)/左橫移速度、前右轉(zhuǎn)/右橫移速度、后左轉(zhuǎn)速度和后右轉(zhuǎn)速度；
[0028]所述的動(dòng)作標(biāo)志寄存器的標(biāo)志位包括前進(jìn)標(biāo)志位、后退標(biāo)志位、前左轉(zhuǎn)/左橫移標(biāo)志位、前右轉(zhuǎn)/右橫移標(biāo)志位、后左轉(zhuǎn)標(biāo)志位、后右轉(zhuǎn)標(biāo)志位、升高標(biāo)志位或擊打標(biāo)志位；
[0029]所述的顯示鍵包括顯示總比分鍵、顯示狀態(tài)鍵和顯示當(dāng)前比分鍵；
[0030]所述的顯示標(biāo)志寄存器的標(biāo)志位包括顯示總比分標(biāo)志位、顯示狀態(tài)標(biāo)志位和顯示當(dāng)前比分標(biāo)志位；
[0031 ] 所述的一號(hào)微處理器內(nèi)嵌入有軟件實(shí)現(xiàn)的自主對(duì)抗模塊，所述自主對(duì)抗模塊包括以下單元:
[0032]設(shè)置單元:設(shè)置頭部擺角、路徑數(shù)組和初始值、目標(biāo)特征庫(kù)、測(cè)距特征庫(kù)及紅外照射光數(shù)組，所述路徑數(shù)組包括接近目標(biāo)路徑數(shù)組和躲避路徑數(shù)組，目標(biāo)特征庫(kù)包括各朝向的特征；
[0033]目標(biāo)識(shí)別和路徑規(guī)劃子模塊調(diào)用單元:調(diào)用目標(biāo)識(shí)別和路徑規(guī)劃子模塊；
[0034]被擊打傳感處理子模塊調(diào)用單元:調(diào)用被擊打傳感處理子模塊；
[0035]所述被擊打傳感處理子模塊為:初始化被擊打傳感器，讀取被擊打傳感器發(fā)來的數(shù)據(jù)，根據(jù)該數(shù)據(jù)判斷頭部I或身體3是否被擊打，如果判斷結(jié)果為是，則設(shè)置頭部被擊打標(biāo)志或身體被擊打標(biāo)志，否則，結(jié)束被擊打傳感處理子模塊；
[0036]身體振動(dòng)傳感子模塊調(diào)用單元:調(diào)用身體振動(dòng)傳感子模塊；
[0037]所述身體振動(dòng)傳感子模塊為:初始化振動(dòng)傳感器，讀取振動(dòng)傳感器發(fā)來的數(shù)據(jù)，根據(jù)該數(shù)據(jù)判斷是否有振動(dòng)，如果判斷結(jié)果為是，則設(shè)置相應(yīng)的“標(biāo)志”，否則結(jié)束身體振動(dòng)傳感子模塊；
[0038]驅(qū)動(dòng)與顯示子模塊調(diào)用單元:調(diào)用驅(qū)動(dòng)與顯示子模塊；
[0039]無線通信子模塊調(diào)用單元:調(diào)用無線通信子模塊；
[0040]停止判斷單元:判斷是否接收到停止信號(hào)，并在判斷結(jié)果為是時(shí)結(jié)束該自主對(duì)抗模塊，在判斷結(jié)果為否時(shí)執(zhí)行目標(biāo)識(shí)別和路徑規(guī)劃子模塊調(diào)用單元；
[0041]所述目標(biāo)識(shí)別和路徑規(guī)劃子模塊包括以下單元:
[0042]路徑提取單元:提取設(shè)置的路徑數(shù)組作為當(dāng)前軌跡數(shù)據(jù)，并設(shè)置相應(yīng)的“標(biāo)志”；
[0043]頭部擺動(dòng)單元:按預(yù)置的頭部擺角控制頭部I左右擺動(dòng)，并設(shè)置相應(yīng)的“標(biāo)志”；
[0044]目標(biāo)判斷單元:提取圖像傳感器所攝錄的傳感圖像，對(duì)該傳感圖像進(jìn)行預(yù)處理，然后進(jìn)行特征提取，將提取的特征與目標(biāo)特征庫(kù)中的特征相吻合，如果判斷結(jié)果為是，則認(rèn)為發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，并執(zhí)行頭部調(diào)整單元，否則，結(jié)束目標(biāo)識(shí)別和路徑規(guī)劃子模塊；
[0045]頭部調(diào)整單元:調(diào)整頭部I的轉(zhuǎn)角，使面部朝向目標(biāo)；
[0046]目標(biāo)距離測(cè)定子模塊:測(cè)量機(jī)器人與目標(biāo)的距離；
[0047]目標(biāo)接近單元:按照“接近目標(biāo)路徑數(shù)組”控制機(jī)器人接近目標(biāo)，并設(shè)置相應(yīng)“標(biāo)志”；
[0048]距離判斷單元:判斷機(jī)器人與目標(biāo)的距離是否小于或等于可擊打距離，如果判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行擊打單元，否則，執(zhí)行躲避判斷單元；
[0049]擊打單元:設(shè)定機(jī)器人自身高度與朝向，并設(shè)置相應(yīng)“標(biāo)志”，然后控制機(jī)器人發(fā)出擊打動(dòng)作；
[0050]躲避判斷單元:根據(jù)對(duì)方朝向及被擊打振動(dòng)情況是否需要躲避，如果判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行躲避控制單元，否則，結(jié)束目標(biāo)識(shí)別和路徑規(guī)劃子模塊；
[0051]躲避控制單元:根據(jù)躲避路徑數(shù)組控制機(jī)器人發(fā)出躲避動(dòng)作，并設(shè)置相應(yīng)的“標(biāo)志”；
[0052]所述的目標(biāo)距離測(cè)定子模塊包括以下單元:
[0053]紅外光圖像發(fā)射單元:根據(jù)紅外照射光數(shù)組，控制紅外發(fā)射部件發(fā)射預(yù)定的紅外光圖像，同時(shí)，接收紅外接收陣列接收到的紅外光圖像；
[0054]目標(biāo)圖像重構(gòu)及特征提取單元:將發(fā)射的紅外光圖像和接收的紅外光圖像進(jìn)行編碼比較并重構(gòu)目標(biāo)圖像，然后對(duì)該目標(biāo)圖像進(jìn)行特征提??；
[0055]目標(biāo)特征判斷單元:提取的特征與目標(biāo)特征進(jìn)行比較，判斷二者是否相吻合，如果判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行距離計(jì)算單元，否則，返回執(zhí)行紅外光圖像發(fā)射單元；
[0056]距離計(jì)算單元:計(jì)算機(jī)器人與目標(biāo)的距離；
[0057]所述驅(qū)動(dòng)與顯示子模塊包括以下單元:
[0058]初始化單元:初始化電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)端口 ；
[0059]“標(biāo)志”數(shù)據(jù)讀取單元:讀取“標(biāo)志”數(shù)據(jù)；
[0060]動(dòng)作事件判斷單元:根據(jù)“標(biāo)志”數(shù)據(jù)判斷是否有動(dòng)作事件發(fā)生，如果判斷結(jié)果為是，則執(zhí)行標(biāo)志位置位及驅(qū)動(dòng)單元，否則，執(zhí)行顯示判斷單元；
[0061]所述動(dòng)作事件包括后退、前進(jìn)、前右轉(zhuǎn)/右行、前左轉(zhuǎn)/左行、凸輪前轉(zhuǎn)升高、凸輪后轉(zhuǎn)升高、擊打、頭部左轉(zhuǎn)及頭部右轉(zhuǎn)；
[0062]標(biāo)志位置位及驅(qū)動(dòng)單元:把動(dòng)作標(biāo)志寄存器相應(yīng)的動(dòng)作標(biāo)志位置位，并通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)機(jī)器人發(fā)出相應(yīng)動(dòng)作；
[0063]顯示判斷單元:判斷是否有需要顯示的“標(biāo)志”，如果判斷結(jié)果為是，則將顯示標(biāo)志寄存器的相應(yīng)標(biāo)志位置位，并將顯示內(nèi)容發(fā)送至數(shù)據(jù)寄存器，以控制聲光顯示裝置顯示相應(yīng)的信息，然后結(jié)束驅(qū)動(dòng)與顯示子模塊，否則，結(jié)束驅(qū)動(dòng)與顯示子模塊；
[0064]所述無線通信子模塊包括以下單元:
[0065]初始化通信模塊的單元；
[0066]將機(jī)器人的“標(biāo)志”發(fā)送給無線遙控器和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的單元；
[0067]清除已發(fā)送的“標(biāo)志”的單元；
[0068]接收無線遙控器和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器發(fā)來的控制命令、并設(shè)置相應(yīng)的“標(biāo)志”的單元；
[0069]在無線遙控器的控制下與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器交互進(jìn)行注冊(cè)、登錄、積分、及交友信息通信的單元；
[0070]所述的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器內(nèi)嵌入有軟件實(shí)現(xiàn)的管理模塊，該管理模塊包括以下單元:
[0071]用于接收機(jī)器人或無線控制器發(fā)來的“標(biāo)志”的單元；
[0072]在遙控器的控制下與機(jī)器人交互進(jìn)行注冊(cè)、登錄、積分及交友的信息通信的單元。
[0073]上述單驅(qū)動(dòng)自主遙控網(wǎng)絡(luò)拳擊模型機(jī)器人系統(tǒng)的控制方法包括無線控制方法、自主對(duì)抗方法和管理方法；
[0074]所述無線控制方法包括以下步驟:
[0075]鍵輸入判斷步驟:判斷是否有鍵輸入，并在判斷結(jié)果為是時(shí)執(zhí)行參數(shù)鍵輸入判斷步驟，在判斷結(jié)果為否時(shí)返回執(zhí)行鍵輸入判斷步驟；
[0076]參數(shù)鍵輸入判斷步驟:判斷是否有參數(shù)鍵輸入，并在判斷結(jié)果為是時(shí)執(zhí)行速度值存儲(chǔ)步驟，在判斷結(jié)果為否時(shí)執(zhí)行動(dòng)作鍵輸入判斷步驟；
[0077]速度值存儲(chǔ)步驟:記錄速度值并將該速度值放入?yún)?shù)寄存器，并在該步驟結(jié)束之后執(zhí)行動(dòng)作鍵輸入判斷步驟；
[0078]動(dòng)作鍵輸入判斷步驟:判斷是否有動(dòng)作鍵輸入，并在判斷結(jié)果為是時(shí)執(zhí)行動(dòng)作標(biāo)志寄存器置位步驟，在判斷結(jié)果為否時(shí)執(zhí)行顯示鍵輸入判斷步驟；