一種基于攝像頭定位的室內(nèi)機器人控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于攝像頭定位的室內(nèi)機器人控制系統(tǒng)，屬于室內(nèi)機器人控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。目的是提供一種可以準確實現(xiàn)機器人定位，提前預(yù)判機器人行走故障或障礙物碰撞的危險存在，能夠提前采取措施處理的基于攝像頭定位的室內(nèi)機器人控制系統(tǒng)，包括微處理器，還包括分別與微處理器連接的攝像頭模塊、陀螺儀及加速度計模塊、碰撞傳感器模塊、紅外傳感器模塊、編碼器、驅(qū)動電路，編碼器連接電機驅(qū)動電路，碰撞傳感器模塊包括四個碰撞傳感器，四個碰撞傳感器安裝于室內(nèi)機器人本體上，驅(qū)動電路包括雙輪電機驅(qū)動電路、電機電流檢測電路及編碼器電路。本實用新型的控制系統(tǒng)安裝及使用方便，結(jié)構(gòu)簡單，尤其適合于室內(nèi)工作的機器人使用。
【專利說明】
一種基于攝像頭定位的室內(nèi)機器人控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型具體涉及一種基于攝像頭定位的室內(nèi)機器人控制系統(tǒng)，屬于室內(nèi)機器人控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，工業(yè)機器人已經(jīng)越來越多的被應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，機器人可以代替人工進行貨物搬運、物料運輸?shù)裙ぷ?，利用攝像頭進行機器人定位，由于具備成本低廉、使用方便的優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用到機器人控制系統(tǒng)尤其是室內(nèi)工作的機器人控制系統(tǒng)中，但是，在實際使用中，由于受到傳感器能力的限制以及工作環(huán)境的影響，機器人控制系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)無法判斷機器人位置的問題，當行進方向有障礙物或機器人行走系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，機器人不能及時制動，導(dǎo)致不能及時躲避障礙物，使得機器人與障礙物發(fā)生碰撞而導(dǎo)致?lián)p失。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]因此，本實用新型的目的是提供一種可以準確實現(xiàn)機器人定位，提前預(yù)判機器人行走故障或障礙物碰撞的危險存在，能夠提前采取措施處理的基于攝像頭定位的室內(nèi)機器人控制系統(tǒng)，包括微處理器，所述室內(nèi)機器人控制系統(tǒng)還包括分別與微處理器連接的攝像頭模塊、陀螺儀及加速度計模塊、碰撞傳感器模塊、紅外傳感器模塊、編碼器、驅(qū)動電路，所述編碼器連接電機驅(qū)動電路，所述碰撞傳感器模塊包括四個碰撞傳感器，四個碰撞傳感器安裝于室內(nèi)機器人本體上，所述驅(qū)動電路包括雙輪電機驅(qū)動電路、電機電流檢測電路及編碼器電路。
[0004]進一步的，所述四個碰撞傳感器安裝于室內(nèi)機器人本體上的前半部位。
[0005]進一步的，所述攝像頭模塊包括攝像頭、存儲芯片、穩(wěn)壓電路。
[0006]進一步的，所述陀螺儀及加速度計模塊包括陀螺儀、加速度計、單片機。
[0007]進一步的，所述紅外傳感器模塊包括紅外發(fā)射電路及紅外接收電路。
[0008]本實用新型的有益效果在于:本實用新型的一種基于攝像頭定位的室內(nèi)機器人控制系統(tǒng)，通過硬件結(jié)構(gòu)的改進，避免了由于機器人控制系統(tǒng)定位能力差，不能提前預(yù)判碰撞危險而造成碰撞損失的問題，本實用新型的控制系統(tǒng)安裝及使用方便，結(jié)構(gòu)簡單，尤其適合于室內(nèi)工作的機器人使用。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型的一種基于攝像頭定位的室內(nèi)機器人控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2為圖1中微處理器的電路圖；
[0011]圖3為圖1中攝像頭的驅(qū)動電路圖；
[0012]圖4為圖1中碰撞傳感器模塊的電路圖；
[0013]圖5為圖1中陀螺儀及加速度計模塊的驅(qū)動電路圖；
[0014]圖6為圖1中紅外傳感器模塊的電路圖；
[0015]圖7為圖1中驅(qū)動電路的電路圖.
[0016]附圖標記如下:1、微處理器;2、攝像頭模塊;3、陀螺儀及加速度計模塊;4、碰撞傳感器模塊;5、紅外傳感器模塊;6、編碼器;7、驅(qū)動電路。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行說明:
[0018]如圖1所示，一種基于攝像頭定位的室內(nèi)機器人控制系統(tǒng)，包括微處理器1，室內(nèi)機器人控制系統(tǒng)還包括分別與微處理器I連接的攝像頭模塊2、陀螺儀及加速度計模塊3、碰撞傳感器模塊4、紅外傳感器模塊5、編碼器6、驅(qū)動電路7，編碼器6連接電機驅(qū)動電路7，碰撞傳感器模塊4包括四個碰撞傳感器，四個碰撞傳感器安裝于室內(nèi)機器人本體上，驅(qū)動電路7包括雙輪電機驅(qū)動電路、電機電流檢測電路及編碼器電路。
[0019]微處理器I電路如圖2所示，微處理器I用于接收和處理傳感器接收到的信號并按照預(yù)先設(shè)定好的程序驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)控制機器人到達室內(nèi)的預(yù)定位置。
[0020]攝像頭模塊2驅(qū)動電路如圖3所示，攝像頭用于將拍照獲得的帶有色塊標識的圖片信息記錄下來并轉(zhuǎn)換為八位影像數(shù)據(jù)存放于FIFO存儲芯片中以便于微處理器進行調(diào)用，穩(wěn)壓電路用于提供攝像頭模塊正常工作所需要的電壓。
[0021]碰撞傳感器模塊4電路如圖4所示，安裝于機器人前半部位的四個碰撞傳感器，四個方位分別為左方、左前方、右前方和右方，機器人在行走過程中碰到紅外線傳感器不能檢測到的障礙物時，對應(yīng)方向上的機械按鍵會被按下，此時碰撞傳感器c I a s h、c I a s h _ 1、clash2及clash2_l會出現(xiàn)一個電壓的突變，這個變化會被微處理器具有相應(yīng)功能的端腳捕獲到，微處理器就能夠識別到此方向的障礙物并控制機器人采取相應(yīng)的規(guī)避措施。
[0022 ]陀螺儀與加速度計模塊3驅(qū)動電路如圖5所示，此電路包含一個集成有陀螺儀與加速度計的傳感器和一個對陀螺儀輸出數(shù)據(jù)進行處理并將處理所得數(shù)據(jù)傳輸給微控制器的單片機。陀螺儀能夠?qū)C器人行進過程中個方向上的角速度進行測量，加速度計用于測量機器人行進過程中個方向上的加速度。此電路與電機編碼器反饋回來的信號可以計算出機器人在行進過程中相對于初始化原點的坐標值，然而由于陀螺儀與加速度計本身存在零漂等誤差影響，使得計算出來的坐標值存在誤差，所以本系統(tǒng)引進攝像頭識別室內(nèi)特定的帶有位置信息的色塊標簽用于幫助機器人在室內(nèi)行進時進行更加精確的定位。
[0023]機器人的紅外傳感器模塊5電路如圖6所示，此電路包括信號發(fā)射電路和信號接收電路兩部分。信號發(fā)射電路的PWRC引腳接到微處理器的端腳用于控制紅外光信號的發(fā)射，此電路中紅外發(fā)射管與接收管采取發(fā)射-接收對的方式排列與機器人的前方，一共12對傳感器能夠檢測到機器人前方180°各個方向的障礙物，紅外接受電路能夠?qū)⒔邮盏降募t外光信號的強弱轉(zhuǎn)換為電壓信號并通過微處理器的A/D轉(zhuǎn)換功能轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)據(jù)判斷出機器人與障礙物間的距離，從而提前控制控制機器人避開障礙物。
[0024]驅(qū)動電路7如圖7所示，此電路包括雙輪電機驅(qū)動電路，電機電流檢測電路以及編碼器電路。電機驅(qū)動電路控制雙輪的正、反轉(zhuǎn)與加、減速從而控制機器人的前進、后退與轉(zhuǎn)彎。電機電流檢測電路實時檢測驅(qū)動電機的電流大小，如果電機在行進過程中出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象，通過電機的電流會增大，此電流被微處理器I檢測到如果超過預(yù)設(shè)的值，那么微處理器I就會通過控制功率輸出信號讓電機停止運轉(zhuǎn)，避免電機由于長時間處于異常工作狀態(tài)而受到損壞。編碼器6用于向微處理器反饋機器人的行進距離，機器人輪子轉(zhuǎn)動一周編碼器6輸出的脈沖信號是固定的，微處理器I就可以通過采集編碼器6輸出的脈沖信號的個數(shù)和機器人輪子的直徑計算出機器人行走的距離。
[0025]以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于攝像頭定位的室內(nèi)機器人控制系統(tǒng)，包括微處理器，其特征在于，所述室內(nèi)機器人控制系統(tǒng)還包括分別與微處理器連接的攝像頭模塊、陀螺儀及加速度計模塊、碰撞傳感器模塊、紅外傳感器模塊、編碼器、驅(qū)動電路，所述編碼器連接電機驅(qū)動電路，所述碰撞傳感器模塊包括四個碰撞傳感器，四個碰撞傳感器安裝于室內(nèi)機器人本體上，所述驅(qū)動電路包括雙輪電機驅(qū)動電路、電機電流檢測電路及編碼器電路。2.如權(quán)利要求1所述的基于攝像頭定位的室內(nèi)機器人控制系統(tǒng)，其特征在于，所述四個碰撞傳感器安裝于室內(nèi)機器人本體上的前半部位。3.如權(quán)利要求1所述的基于攝像頭定位的室內(nèi)機器人控制系統(tǒng)，其特征在于，所述攝像頭模塊包括攝像頭、存儲芯片、穩(wěn)壓電路。4.如權(quán)利要求1所述的基于攝像頭定位的室內(nèi)機器人控制系統(tǒng)，其特征在于，所述陀螺儀及加速度計模塊包括陀螺儀、加速度計、單片機。5.如權(quán)利要求1所述的基于攝像頭定位的室內(nèi)機器人控制系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外傳感器模塊包括紅外發(fā)射電路及紅外接收電路。
【文檔編號】B25J13/08GK205497488SQ201620342959
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】馮成, 李北辰, 梁弘毅
【申請人】廣州艾若博機器人科技有限公司