CN105549586B - 羽毛球机器人跟踪人移动控制方法及系统 - Google Patents

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    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0257—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using a radar

Abstract

本发明公开了一种羽毛球机器人跟踪人移动控制方法及系统，系统包括：两个激光雷达，设置在羽毛球机器人本体上，用于分别实时扫描位于比赛场地外的人的位置；其中所述人相对所述两个激光雷达在预定范围内活动；激光雷达采集装置，设置在羽毛球机器人本体上，用于接收所述两个激光雷达各自扫描到的所述人的位置点并输出到主控装置；主控装置，用于根据所述两个激光雷达各自扫描到的所述人的位置点合成所述比赛场地上二维空间的至少一个位置数据，根据所述至少一个位置数据控制所述羽毛球机器人移动。本发明提高了羽毛球机器人在比赛场地上移动控制的可靠性。

Description

羽毛球机器人跟踪人移动控制方法及系统
本案要求了2015年6月17日提交的中国发明专利，申请号为2015103367784的优先权。
技术领域
本发明涉及羽毛球机器人领域，特别涉及一种羽毛球机器人跟踪人移动控制方法及系统。
背景技术
在羽毛球机器人比赛中，机器人要自动在比赛场地上全场移动接球或发球，然而由于机械的一些不可控因素，完全的全自动控制方式不足以完全可靠地实现羽毛球机器人在比赛场地上的移动控制。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种羽毛球机器人跟踪人移动控制方法及系统，旨在提高羽毛球机器人在比赛场地上移动控制的可靠性。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
一种羽毛球机器人跟踪人移动控制系统，包括：
两个激光雷达，设置在羽毛球机器人本体上，用于分别实时扫描位于比赛场地外的人的位置；其中所述人相对所述两个激光雷达在预定范围内活动；
激光雷达采集装置，设置在羽毛球机器人本体上，用于接收所述两个激光雷达各自扫描到的所述人的位置点并输出到主控装置；
主控装置，用于根据所述两个激光雷达各自扫描到的所述人的位置点合成所述比赛场地上二维空间的至少一个位置数据，根据所述至少一个位置数据控制所述羽毛球机器人移动。
所述两个激光雷达的扫描范围为0-180度扇形区域且最远距离为20m，所述预定范围位于该扫描范围内。
进一步的，所述预定范围为所述扫描范围内的60-120度扇形区域。
所述激光雷达采集装置还用于判断所述两个激光雷达各自扫描到的所述人的位置点是否在所述预定范围内，若是则将所述两个激光雷达各自扫描到的所述人的位置点输出到所述主控装置。
所述主控装置还用于对所述至少一个位置数据进行滑动中值滤波处理确定精确位置从而控制机器人移动。
本发明还提供一种羽毛球机器人跟踪人移动控制方法，包括：
采用设置在羽毛球机器人本体上的两个激光雷达分别实时扫描位于比赛场地外的人的位置；其中所述人相对所述两个激光雷达在预定范围内活动；通过设置在羽毛球机器人本体上的激光雷达采集装置接收所述两个激光雷达各自扫描到的所述人的位置点并输出到主控装置；
所述主控装置根据所述两个激光雷达各自扫描到的所述人的位置点合成所述比赛场地上二维空间的至少一个位置数据，根据所述至少一个位置数据控制所述羽毛球机器人移动。
所述两个激光雷达的扫描范围为0-180度扇形区域且最远距离为20m，所述预定范围位于该扫描范围内。
所述预定范围为所述扫描范围内的60-120度扇形区域。
所述激光雷达采集装置还用于判断所述两个激光雷达各自扫描到的所述人的位置点是否在所述预定范围内，若是则将所述两个激光雷达各自扫描到的所述人的位置点输出到所述主控装置。
所述主控装置还用于对所述至少一个位置数据进行滑动中值滤波处理确定精确位置从而控制机器人移动。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明比全自动方式多了人的主观能动性，可通过人在预定范围内活动定位比赛场地上的一个位置点，通过人的活动引导机器人移动，减少了全自动模式下机械的一些不可控因素，提高了羽毛球机器人在比赛场地上移动控制的可靠性。
附图说明：
图1是本发明实施例中的羽毛球机器人跟踪人移动控制系统示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
如图1所示的羽毛球机器人跟踪人移动控制系统，包括两个激光雷达(101、102)、激光雷达采集装置103和主控装置104。所述两个激光雷达(101、102)，设置在羽毛球机器人(图未示)本体上，用于分别实时扫描位于比赛场地外的人的位置；其中所述人相对所述两个激光雷达(101、102)在预定范围内活动。所述激光雷达采集装置103，设置在羽毛球机器人本体上，用于接收所述两个激光雷达(101、102)各自扫描到的所述人的位置点并输出到主控装置104。所述主控装置104用于根据所述两个激光雷达(101、102)各自扫描到的所述人的位置点合成所述比赛场地上二维空间的至少一个位置数据，根据所述至少一个位置数据控制所述羽毛球机器人移动。
本发明比全自动方式多了人的主观能动性，可通过人在预定范围内活动定位比赛场地上的一个位置点，通过人的活动引导机器人移动，减少了全自动模式下机械的一些不可控因素，提高了羽毛球机器人在比赛场地上移动控制的可靠性。
具体的，所述两个激光雷达的扫描范围为0-180度扇形区域且最远距离为20m，所述预定范围位于该扫描范围内。优选的，所述预定范围为所述扫描范围内的60-120度扇形区域，人在该范围内活动，可进一步提高机器人移动控制的可靠性。
可选的，所述激光雷达采集装置103还用于判断所述两个激光雷达(101、102)各自扫描到的所述人的位置点是否在所述预定范围内，若是则将所述两个激光雷达(101、102)各自扫描到的所述人的位置点(即通过计算人的中线位置与激光雷达所在的位置的夹角获取人所在的位置)输出到所述主控装置。
由于人相对激光雷达的活动范围是有限制的，角度是60-120度扇形区域，与激光雷达的距离也是在一定范围的。激光雷达采集装置103采集到的位置点必须属于限定在该范围内的有用数据，否则数据无效。这样可进一步提高机器人移动控制的可靠性，因为如果激光雷达采集的人的位置点不在所述预定范围内，则采集的数据是无效数据，整个控制可靠性大大降低。之后再将有用数据返回给机器人主控装置处理。
所述主控装置104还用于对所述至少一个位置数据进行滑动中值滤波处理确定精确位置从而控制机器人移动。具体的，如接收到8个位置数据，则对8个位置数据由大到小排序，之后去除最大值和最小值，计算剩下6个位置数据的平均值作为最终的位置数据。这样可以确定比赛场地上的一个更加精确的位置点，从而控制机器人向该位置点移动，提高移动控制的可靠性。控制装置具体通过控制与机器人底盘上的轮子连接的电机来控制机器人的行走。
本发明中在羽毛球机器人上装有两个激光雷达，可确定在两个方向的两个人的位置，对两个方向人的位置的合成就是二维空间的一个点(通过计算人的中线位置与激光雷达所在位置的夹角得到位置误差，机器人的正确位置为分别过这两个人做平行于x轴和y轴的直线的交点)。机器人利用激光雷达实时定位人在场地外侧的位置，合成比赛场地上二维空间的位置数据，就可以定位到比赛场地中的位置，进而控制引导机器人移动。
本发明比全自动方式多了人的主观能动性，可通过人在预定范围内活动定位比赛场地上的一个位置点，通过人的活动引导机器人移动，减少了全自动模式下机械的一些不可控因素，提高了羽毛球机器人在比赛场地上移动控制的可靠性。
本发明还提供一种羽毛球机器人跟踪人移动控制方法，包括如下步骤：
步骤一、采用设置在羽毛球机器人本体上的两个激光雷达分别实时扫描位于比赛场地外的人的位置；其中所述人相对所述两个激光雷达在预定范围内活动；
步骤二、通过设置在羽毛球机器人本体上的激光雷达采集装置接收所述两个激光雷达各自扫描到的所述人的位置点并输出到主控装置；
步骤三、所述主控装置根据所述两个激光雷达各自扫描到的所述人的位置点合成所述比赛场地上二维空间的至少一个位置数据，根据所述至少一个位置数据控制所述羽毛球机器人移动。
具体的，所述两个激光雷达的扫描范围为0-180度扇形区域且最远距离为20m，所述预定范围位于该扫描范围内。
所述预定范围为所述扫描范围内的60-120度扇形区域。
所述激光雷达采集装置还用于判断所述两个激光雷达各自扫描到的所述人的位置点是否在所述预定范围内，若是则将所述两个激光雷达各自扫描到的所述人的位置点输出到所述主控装置。
所述主控装置还用于对所述至少一个位置数据进行滑动中值滤波处理确定精确位置从而控制机器人移动。需要说明的是，该方法实施例与图1所示的系统实施例互相对应，具体可参看前述描述，此处不再赘述。
本发明中在羽毛球机器人上装有两个激光雷达，可确定在两个方向的两个人的位置，对两个方向人的位置的合成就是二维空间的一个点。机器人利用激光雷达实时定位人在场地外侧的位置，合成比赛场地上二维空间的位置数据，就可以定位到比赛场地中的位置，进而控制引导机器人移动。
本发明比全自动方式多了人的主观能动性，可通过人在预定范围内活动定位比赛场地上的一个位置点，通过人的活动引导机器人移动，减少了全自动模式下机械的一些不可控因素，提高了羽毛球机器人在比赛场地上移动控制的可靠性。
上面结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细说明，但本发明并不限制于上述实施方式，在不脱离本申请的权利要求的精神和范围情况下，本领域的技术人员可以作出各种修改或改型。

Claims (6)

1.一种羽毛球机器人跟踪人移动控制系统，其特征在于，包括：
两个激光雷达，设置在羽毛球机器人本体上，用于分别实时扫描位于比赛场地外的人的位置；其中所述人相对所述两个激光雷达在预定范围内活动；
激光雷达采集装置，设置在羽毛球机器人本体上，用于接收所述两个激光雷达各自扫描到的所述人的位置点并输出到主控装置；
主控装置，用于根据所述两个激光雷达各自扫描到的所述人的位置点合成所述比赛场地上二维空间的至少一个位置数据，根据所述至少一个位置数据控制所述羽毛球机器人移动；
所述激光雷达采集装置还用于计算人的中线位置与激光雷达所在的位置的夹角获取人所在的位置，判断所述两个激光雷达各自扫描到的所述人的位置点是否在所述预定范围内，若是则将所述两个激光雷达各自扫描到的所述人的位置点输出到所述主控装置；
所述主控装置还用于对所述至少一个位置数据进行滑动中值滤波处理确定精确位置从而控制机器人移动。
2.根据权利要求1所述的羽毛球机器人跟踪人移动控制系统，其特征在于，所述两个激光雷达的扫描范围为0-180度扇形区域且最远距离为20m，所述预定范围位于该扫描范围内。
3.根据权利要求2所述的羽毛球机器人跟踪人移动控制系统，其特征在于，所述预定范围为所述扫描范围内的60-120度扇形区域。
4.一种羽毛球机器人跟踪人移动控制方法，其特征在于，包括：
采用设置在羽毛球机器人本体上的两个激光雷达分别实时扫描位于比赛场地外的人的位置；其中所述人相对所述两个激光雷达在预定范围内活动；
通过设置在羽毛球机器人本体上的激光雷达采集装置接收所述两个激光雷达各自扫描到的所述人的位置点并输出到主控装置；
所述主控装置根据所述两个激光雷达各自扫描到的所述人的位置点合成所述比赛场地上二维空间的至少一个位置数据，根据所述至少一个位置数据控制所述羽毛球机器人移动；
所述激光雷达采集装置还用于计算人的中线位置与激光雷达所在的位置的夹角获取人所在的位置，判断所述两个激光雷达各自扫描到的所述人的位置点是否在所述预定范围内，若是则将所述两个激光雷达各自扫描到的所述人的位置点输出到所述主控装置；
所述主控装置还用于对所述至少一个位置数据进行滑动中值滤波处理确定精确位置从而控制机器人移动。
5.根据权利要求4所述的羽毛球机器人跟踪人移动控制方法，其特征在于，所述两个激光雷达的扫描范围为0-180度扇形区域且最远距离为20m，所述预定范围位于该扫描范围内。
6.根据权利要求5所述的羽毛球机器人跟踪人移动控制方法，其特征在于，所述预定范围为所述扫描范围内的60-120度扇形区域。
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