CN105976592A

CN105976592A - 一种足球机器人的通信装置及控制方法

Info

Publication number: CN105976592A
Application number: CN201610541238.4A
Authority: CN
Inventors: 熊蓉; 陈首先; 孙利锋
Original assignee: Suzhou Nanjiang Le Bo Robot Co Ltd
Current assignee: Suzhou Nanjiang Le Bo Robot Co Ltd
Priority date: 2016-07-11
Filing date: 2016-07-11
Publication date: 2016-09-28

Abstract

本发明公开了一种足球机器人的通信装置和控制方法，通信装置包括上位机、第一无线通信模块、第二无线通信模块、控制模块和选择模块，选择模块、控制模块、第二无线通信模块设置于机器人上，第一无线通信模块设置于上位机上，上位机与第一无线通信模块之间，第一无线通信模块与第二无线通信模块之间，第二无线通信模块与控制模块之间均是双向信号传递连接，通过设置频点，使统一队的机器人具有相同的频点，不会与别的队产生通讯干扰。通过不断发送数据包，使机器人与上位机实时通讯，允许丢包现象的产生，对机器人进行实时控制。

Description

一种足球机器人的通信装置及控制方法

技术领域

本发明属于机器人领域，具体地说，涉及一种足球机器人的通信装置和控制方法。

背景技术

近年来随着机器人的逐步推广，人们对于机器人的了解也越发深入，由此也兴起了各类相关的比赛，以促进机器人技术的进一步发展。机器人世界杯Robocup是人工智能和机器人领域比较重要的比赛，其中包括了机器人足球比赛、仿真救援、家庭服务等不同类别。而本发明涉及该比赛足球类小型组。

由于小型足球机器人要求短小精悍，其机器人本体无法安装大量数据处理的模块，因此运算能力不强。因此，比赛采用集中式的通信方式，由上位机控制机器人的运动。比赛包括比赛双方，同一支队伍的机器人协同工作，这就要求球场上有两个球队的通信不能相互干扰。对于比赛过程中上位机通过数据包传输信息，丢包现象时有发生，当机器人接收不到或者没有及时收到数据包对比赛是不利的。

为解决上述通信的问题，本发明提供一种用于足球机器人的通信装置及其控制方法，使比赛中上位机与各队机器人能顺利有效地进行通信。

发明内容

本发明依据上述目的和存在的缺陷，提供了一种足球机器人的通信装置及控制方法。

本发明的是通过以下技术方案来实现的：

本发明公开了一种足球机器人的通信装置，通信装置包括上位机、第一无线通信模块、第二无线通信模块、控制模块和选择模块，选择模块、控制模块、第二无线通信模块设置于机器人上，第一无线通信模块设置于上位机上，上位机与第一无线通信模块之间，第一无线通信模块与第二无线通信模块之间，第二无线通信模块与控制模块之间均是双向信号传递连接，控制模块信号连接于选择模块，选择模块信号连接于第二无线通信模块，控制模块信号连接于机器人。

作为进一步地改进，本发明所述上位机通过第一无线通信模块接受信号和发送信号，与机器人通信。

作为进一步地改进，本发明所述的接收信号包括机器人电池电量信息、是否吸住球等信息，发送信号包括机器人ID号、机器人速度值、控制击球力度、控制机器人进行平射、挑射、吸球等信息。

作为进一步地改进，本发明所述的机器人通过控制模块控制第二无线通信模块与上位机通信，控制模块通过第二无限通信模块接收和发送信息，与上位机通信。

作为进一步地改进，本发明所述的接收信号包括机器人的ID号、控制机器人的速度值、控制击球力度、控制机器人进行平射、挑射、吸球等信息，发送信号包括机器人电池电量信息、是否吸住球等信息。

作为进一步地改进，本发明所述的上位机设置第一无线通信模块的第一频点，选择模块设置第二无线通信模块的第二频点，当第一频点与第二频点相同，上位机与机器人通信。

作为进一步地改进，本发明所述的第一无线通信模块与第二无线通信模块之间的无线通信方式相对应，无线通信方式是通过wifi、蓝牙、射频等电磁波信号在自由空间中传播的特性进行信息交换的通信方式。

一种足球机器人的通信装置的通信控制方法，具体步骤如下：

1)、上位机发送预设数据包预设置第一无线通信模块，控制模块预设置第二无线通信模块，预设值用于启动第一无线通信模块、第二无线通信模块，进入通信状态；

2)、通过上位机发送第一数据包给第一通信模块设置第一频点，通过控制模块控制选择模块设置第二频点，第一频点与第二频点相同；

3)、上位机发送第二数据包至机器人，使机器人进入频点测试状态，确定第一无线通信模块的第一频点和第二无线通信模块的第二频点；

4)、上位机发送第三数据包至机器人，机器人进入比赛状态，进入比赛状态后，上位机通过第一无线通信模块发送用于确定机器人移动状态的运动参数数据包。

作为进一步地改进，本发明所述的步骤3)中，进入频点测试状态后，上位机通过第一通信模块向机器人发送若干频点测试数据包，并根据第一预设条件确定第一频点、第二频点，第一预设条件是丢包率最少或数据准确率最高。

作为进一步地改进，本发明所述的步骤4)中，运动参数数据包包括机器人ID号、和ID号对应的机器人的前进、后退、移动速度、移动速度修正、平射击球、挑射击球、击球力度等信息，同一运动参数数据包不间断发送，直至上位机发送下一运动参数数据包。

本发明的有益效果在于：

1)通过设置频点，使统一队的机器人具有相同的频点，不会与别的队产生通讯干扰。

2)通过不断发送数据包，使机器人与上位机实时通讯，允许丢包现象的产生，对机器人进行实时控制。

3)可依据频点测试得到的结果，最大程度减少比赛时的通信干扰，提升通信频点的质量。

附图说明

图1是本发明的模块及信号连接关系框架图；

图2为本发明的控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步地说明：

图1是本发明的模块及信号连接关系框架图，通信装置包括上位机、第一无线通信模块、第二无线通信模块、控制模块和选择模块，选择模块、控制模块、第二无线通信模块设置于机器人上，第一无线通信模块设置于上位机上，上位机与第一无线通信模块之间，第一无线通信模块与第二无线通信模块之间，第二无线通信模块与控制模块之间均是双向信号传递连接，控制模块信号连接于选择模块，选择模块信号连接于第二无线通信模块，控制模块信号连接于机器人。上位机通过第一通信端与第一无线通信模块连接，第一通信端口可以为串口，USB，网络端口等，本发明中具体采用串口，例如USB转UART串口、工业串口RS232，采用串口通信设计简单，传输稳定；上位机设置第一无线通信模块的第一频点，上位机通过第一无限通信模块接收和发送信号，发送的信号包括机器人的ID号、机器人的速度值、控制击球力度、控制机器人进行平射、挑射、吸球等信息，接收的信号包括机器人电池电量信息、是否吸住球的信息等。机器人本体通过控制模块控制第二无线通信模块与上位机通信，控制模块通过第二无限通信模块接收和发送信息，与上位机通信，接收的信号包括机器人的ID号、控制机器人的速度值、控制击球力度、控制机器人进行平射、挑射、吸球等信息，发送的信号包括机器人电池电量信息、是否吸住球的信息等。选择模块用于选择第二无线通信模块的第二频点，本发明中所述选择模块具体采用拨码开关。当第一频点与所述第二频点相同，使上位机与机器人通信。本发明中具体采用2.4GHz频点通信。第一无线通信模块、第二无线通信模块的无线通信方式相对应，无线通信方式为利用wifi、蓝牙、射频等电磁波信号在自由空间中传播的特性进行信息交换的通信方式。本发明中，由于射频技术的抗干扰能力较弱，第一无限通信模块、第二无限通信模块具体采用NRF2401射频模块。

图2为本发明的控制流程图。一种应用上述通信装置的足球机器人的通信控制方法，步骤包括：

本发明中，所述预设数据包为25个字节的第一无线通信模块、第二无线通信模块的启动命令：

ff b0 01 02 03 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 0031

2)、通过上位机发送第一数据包给第一通信模块设置第一频点，通过控制模块控制选择模块设置第二频点，所述第一频点与第二频点相同；

其中，第一频点通过上位机设置；上位机通过发送第一数据包给第一无线通信模块设置第一频点，第一数据包用于确定第一频点；

其中，进入频点测试状态后，上位机通过第一无线通信模块向机器人发送若干频点测试数据包，并根据所述第一预设条件确定第一无线通信模块的第一频点、第二无线通信模块的第二频点；频点测试数据包用于确定当前测试所用频点，第一预设条件用于确定第一频点、第二频点，第一预设条件可以是丢包率最少、数据准确率最高等。

上位机发送第三数据包，机器人进入比赛状态，进入比赛状态后，上位机通过第一通信模块发送运动参数数据包，运动参数数据包用于确定机器人移动状态，包括机器人ID号、和ID号对应的机器人的前进、后退、移动速度、移动速度修正、平射击球、挑射击球、击球力度等信息，运动参数数据包各字节信息根据预设通信协议确定。同一运动参数数据包不间断发送，直至上位机发送下一运动参数数据包。

本发明完整的通信系统包括上位机与发射机间的通信以及发射机与机器人间的通信，前者通过USB转UART或直接使用RS232串口实现，后者通过NRF2401在2.4GHz频段进行通信。

其中，根据预设通信协议的确定的第一数据包、第二数据包、第三数据包、包括25个字节，每字节8位，预设通信协议如下表所示：

其中，第一字节为数据包的头，第二、第三字节为上位机控制的机器人的ID信息，这里一个数据包可以控制3个机器人，第四、第五、第六、第七字节为其中一个机器人的移动信息和击球信息，第八、第九、第十、第十一字节为另一个机器人的移动信息和击球信息，第十二、第十三、第十四、第十五字节为第三个机器人的移动信息和击球信息，第十六、第十七、第十八字节为3个机器人移动速度修正信息，第十九、第二十、第二十一字节为3个机器人的射门力度信息，剩余22-25字节均为00，不传递参数。

综上所述，本发明能够很好的完成多机器人协调系统的实时通信，操作简便易行，并能够测试获得质量最好的频点。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例子。显然，本发明不限于以上实施例子，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims

1.一种足球机器人的通信装置，其特征在于，所述的通信装置包括上位机、第一无线通信模块、第二无线通信模块、控制模块和选择模块，所述的选择模块、控制模块、第二无线通信模块设置于机器人上，第一无线通信模块设置于上位机上，所述的上位机与第一无线通信模块之间，第一无线通信模块与第二无线通信模块之间，第二无线通信模块与控制模块之间均是双向信号传递连接，所述的控制模块信号连接于选择模块，选择模块信号连接于第二无线通信模块，控制模块信号连接于机器人。

2.根据权利要求1所述的足球机器人的通信装置，其特征在于，所述上位机通过第一无线通信模块接受信号和发送信号，与机器人通信。

3.根据权利要求2所述的足球机器人的通信装置，其特征在于，所述的接收信号包括机器人电池电量信息、是否吸住球等信息，所述的发送信号包括机器人ID号、机器人速度值、控制击球力度、控制机器人进行平射、挑射、吸球等信息。

4.根据权利要求1或2或3所述的足球机器人的通信装置，其特征在于，所述的机器人通过控制模块控制第二无线通信模块与上位机通信，所述的控制模块通过第二无限通信模块接收和发送信息，与上位机通信。

5.根据权利要求4所述的足球机器人的通信装置，其特征在于，所述的接收信号包括机器人的ID号、控制机器人的速度值、控制击球力度、控制机器人进行平射、挑射、吸球等信息，发送信号包括机器人电池电量信息、是否吸住球等信息。

6.根据权利要求4所述的足球机器人的通信装置，其特征在于，所述的上位机设置第一无线通信模块的第一频点，选择模块设置第二无线通信模块的第二频点，当所述第一频点与所述第二频点相同，上位机与机器人通信。

7.根据权利要求1或2或3或5或6所述的足球机器人的通信装置，其特征在于，所述的第一无线通信模块与第二无线通信模块之间的无线通信方式相对应，所述无线通信方式是通过wifi、蓝牙、射频等电磁波信号在自由空间中传播的特性进行信息交换的通信方式。

8.一种如权利要求1或2或3或5或6所述的足球机器人的通信装置的通信控制方法，其特征在于，具体步骤如下：

1)、上位机发送预设数据包预设置第一无线通信模块，所述控制模块预设置第二无线通信模块，所述预设值用于启动第一无线通信模块、第二无线通信模块，进入通信状态；

9.根据权利要求8所述的足球机器人的通信装置的通信控制方法，其特征在于，所述的步骤3)中，进入频点测试状态后，上位机通过第一通信模块向机器人发送若干频点测试数据包，并根据第一预设条件确定第一频点、第二频点，所述第一预设条件是丢包率最少或数据准确率最高。

10.根据权利要求8所述的足球机器人的通信装置的通信控制方法，其特征在于，所述的步骤4)中，运动参数数据包包括机器人ID号、和ID号对应的机器人的前进、后退、移动速度、移动速度修正、平射击球、挑射击球、击球力度等信息，同一运动参数数据包不间断发送，直至上位机发送下一运动参数数据包。