CN106814736A - 一种机器人的路径控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了机器人技术领域的一种机器人的路径控制方法及系统，包括中央处理器，所述中央处理器分别电性输入连接路径输入子系统和采集子系统，所述中央处理器分别电性输出连接驱动子系统、电源子系统和报警子系统，本发明通过路径输入子系统对路径进行下载，转换成机器人可识别的路径数据，通过采集子系统对机器人的行驶姿态、速度、距离、前方有无障碍物进行数据采集和存储，通过驱动子系统对直线运动电机和转向运动电机进行控制，通过电源子系统对电源的电压和电流进行实时检测，通过报警系统对前方障碍物进行报警，通知人员对障碍物进行移除。

Description

一种机器人的路径控制方法及系统
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，具体为一种机器人的路径控制方法及系统。
背景技术
目前，移动机器人被广泛应用于各行业中，其中，生活服务类机器人受到广大人民的喜爱，例如扫地机器人、洗地机器人、送餐机器人等，如何控制机器人按照规划路径精确、稳定地行走成为机器人自主完成各种任务的关键，现有的控制方法是模糊控制算法，主要是通过考察机器人相对路径的位置偏差来控制机器人行走，现如今一般的机器人控制方法存在以下缺陷：(一)其控制精度不高，不能控制机器人完全贴合规划路径行走；(二)对规划路径要求高，若出现“带刺”的路径，机器人在行走时会出现左右摇摆、不停地震荡的现象，从而使得机器人行走姿态不“优美”；(三)对机器人的行走速度要求过高，只能实现机器人慢速按照规划路径行；若增大机器人的速度，则按照规划路径行走效果极差，甚至脱离规划路径，一般的机器人按照路径进行行走，出现障碍物无法停止及时通知人员挪开障碍物，无法对自己的行驶状态进行实时的检测，基于此，本发明设计了一种机器人的路径控制方法及系统，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机器人的路径控制方法及系统，以解决上述背景技术中提出的一般的机器人按照路径进行行走，出现障碍物无法停止及时通知人员挪开障碍物，无法对自己的行驶状态进行实时的检测的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种机器人的路径控制系统，包括中央处理器，所述中央处理器分别电性输入连接路径输入子系统和采集子系统，所述中央处理器分别电性输出连接驱动子系统、电源子系统和报警子系统。
优选的，所述路径输入子系统包括蓝牙配对单元，所述蓝牙配对单元电性输出连接蓝牙接收器，所述蓝牙接收器电性输出连接路径数据接收单元，所述路径数据接收单元电性输出连接路径数据处理器，所述路径数据处理器电性输出连接栅格地图路径转换单元，所述栅格地图路径转换单元电性输出连接路径数据存储单元。
优选的，所述采集子系统包括数据采集单元，所述数据采集单元分别电性输入连接磁罗盘单元、编码器单元和超声波传感器，所述数据采集单元电性输出连接采集处理器，所述采集处理器电性输出连接数据检测单元，所述数据检测单元电性输出连接数据放大单元，所述数据放大单元电性输出连接数据汇总单元，所述数据汇总单元电性输出连接数据存储单元。
优选的，所述驱动子系统包括运动数据提取单元，所述运动数据提取单元电性输出连接运动数据分析单元，所述运动数据分析单元电性输出连接运动处理器，所述运动处理器电性输出连接运动数据转换单元，所述运动数据转换单元电性输出连接电机驱动单元，所述电机驱动单元分别电性输出连接直线运动电机和转向运动电机。
优选的，所述电源子系统包括电压电流采集单元，所述电压电流采集单元分别电性输入连接电压检测单元和电流检测单元，所述电压电流采集单元电性输出连接电源信息采集处理器，所述电源信息采集处理器电性输出连接信息检测单元，所述信息检测单元电性输出连接信息放大单元，所述信息放大单元电性输出连接信息汇总单元，所述信息汇总单元电性输出连接信息存储单元。
优选的，所述报警子系统包括信息采集单元，所述信息采集单元电性输出连接信息对比单元，所述信息对比单元电性输出连接报警处理器，所述报警处理器电性输出连接报警数据检测单元，所述报警数据检测单元电性输出连接报警数据放大单元，所述报警数据放大单元电性输出连接报警驱动单元，所述报警驱动单元电性输出连接报警器。
优选的，该机器人的路径控制方法步骤如下：
S1：通过路径输入子系统中的蓝牙配对单元与外部计算机进行蓝牙配对，蓝牙配对后外部计算机将路径数据通过机器人的蓝牙接收器进行传输，蓝牙数据接收器将蓝牙接收器中的数据进行接收，蓝牙数据接收器接收的路径数据在路径数据处理器进行处理后，将处理后的数据传递给栅格地图路径转换单元，路径数据在栅格地图路径转换单元进行栅格路径转换，将外部路径数据转换成机器人可识别的路径行驶数据，转换后的栅格路径在路径数据存储单元进行存储；
S2：通过磁罗盘单元对机器人的方向姿态进行检测，编码器单元检测机器人的移动速度和移动距离，所述超声波传感器对机器人前方的障碍物进行检测，磁罗盘单元、编码器单元和超声波传感器检测的数据通过数据采集单元进行采集，采集后的数据在采集处理器中进行处理后传递给数据检测单元，在数据检测单元中进行检测，检测后的数据在数据放大单元中进行数据信号放大，信号放大后的数据在数据汇总单元中进行数据汇总，汇总后的数据在数据存储单元中进行存储；
S3：运动数据提取单元在路径数据存储单元进行路径数据提取，以及在数据存储单元中进行行驶过程数据提取，提取后的路径数据和行驶过程数据在运动数据分析单元中进行数据分析，分析的数据在运动处理器中进行处理，处理后的数据传递到运动数据转换单元中进行驱动电机驱动数据转换，转换后的电机驱动数据通过电机驱动单元分别驱动直线运动电机和转向运动电机进行运动；
S4：通过电压检测单元对电源电压进行检测，通过电流检测单元对电源电流进行检测，通过电压电流采集单元对电源电压和电流数值进行采集，采集后的信息通过电源信息采集处理器进行处理，处理后的信息通过信息检测单元进行检测，检测后的信息传递到信息放大单元中进行信息信号放大处理，信号放大处理后的信息进入信息汇总单元中进行信息汇总，再传递到信息存储单元中进行存储；
S5：通过信息采集单元对数据采集单元中的障碍信息进行采集，采集后的信息通过信息对比单元进行信息对比，对比后的信息通过报警处理器进行信息处理，处理后的信息通过报警数据检测单元进行检测，检测后的数据通过报警数据放大单元进行报警数据的信号放大，信号放大后通过报警驱动单元对报警器进行驱动。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过路径输入子系统对路径进行下载，转换成机器人可识别的路径数据，通过采集子系统对机器人的行驶姿态、速度、距离、前方有无障碍物进行数据采集和存储，通过驱动子系统对直线运动电机和转向运动电机进行控制，通过电源子系统对电源的电压和电流进行实时检测，通过报警系统对前方障碍物进行报警，通知人员对障碍物进行移除。
附图说明
图1为本发明系统原理图；
图2为本发明路径输入子系统原理图；
图3为本发明采集子系统原理图；
图4为本发明驱动子系统原理图；
图5为本发明电源子系统原理图；
图6为本发明报警子系统原理图；
图7为本发明控制方法流程图。
图中：1中央处理器、2路径输入子系统、3采集子系统、4驱动子系统、5电源子系统、6报警子系统、7蓝牙配对单元、8蓝牙接收器、9路径数据接收单元、10路径数据处理器、11栅格地图路径转换单元、12路径数据存储单元、13磁罗盘单元、14编码器单元、15超声波传感器、16数据采集单元、17采集处理器、18数据检测单元、19数据放大单元、20数据汇总单元、21数据存储单元、22运动数据提取单元、23运动数据分析单元、24运动处理器、25运动数据转换单元、26电机驱动单元、27直线运动电机、28转向运动电机、29电压检测单元、30电流检测单元、31电压电流采集单元、32电源信息采集处理器、33信息检测单元、34信息放大单元、35信息汇总单元、36信息存储单元、37信息采集单元、38信息对比单元、39报警处理器、40报警数据检测单元、41报警数据放大单元、42报警驱动单元、43报警器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种机器人的路径控制系统，包括中央处理器1，中央处理器1分别电性输入连接路径输入子系统2和采集子系统3，中央处理器1分别电性输出连接驱动子系统4、电源子系统5和报警子系统6。
其中，路径输入子系统2包括蓝牙配对单元7，蓝牙配对单元7电性输出连接蓝牙接收器8，蓝牙接收器8电性输出连接路径数据接收单元9，路径数据接收单元9电性输出连接路径数据处理器10，路径数据处理器10电性输出连接栅格地图路径转换单元11，栅格地图路径转换单元11电性输出连接路径数据存储单元12，路径输入子系统2对路径进行下载，转换成机器人可识别的路径数据，采集子系统3包括数据采集单元16，数据采集单元16分别电性输入连接磁罗盘单元13、编码器单元14和超声波传感器15，数据采集单元16电性输出连接采集处理器17，采集处理器17电性输出连接数据检测单元18，数据检测单元18电性输出连接数据放大单元19，数据放大单元19电性输出连接数据汇总单元20，数据汇总单元20电性输出连接数据存储单元21，通过采集子系统3对机器人的行驶姿态、速度、距离、前方有无障碍物进行数据采集和存储，驱动子系统4包括运动数据提取单元22，运动数据提取单元22电性输出连接运动数据分析单元23，运动数据分析单元23电性输出连接运动处理器24，运动处理器24电性输出连接运动数据转换单元25，运动数据转换单元25电性输出连接电机驱动单元26，电机驱动单元26分别电性输出连接直线运动电机27和转向运动电机28，通过驱动子系统4对直线运动电机27和转向运动电机28进行控制，电源子系统5包括电压电流采集单元31，电压电流采集单元31分别电性输入连接电压检测单元29和电流检测单元30，电压电流采集单元31电性输出连接电源信息采集处理器32，电源信息采集处理器32电性输出连接信息检测单元33，信息检测单元33电性输出连接信息放大单元34，信息放大单元34电性输出连接信息汇总单元35，信息汇总单元35电性输出连接信息存储单元36，通过电源子系统5对电源的电压和电流进行实时检测，报警子系统6包括信息采集单元37，信息采集单元37电性输出连接信息对比单元38，信息对比单元38电性输出连接报警处理器39，报警处理器39电性输出连接报警数据检测单元40，报警数据检测单元40电性输出连接报警数据放大单元41，报警数据放大单元41电性输出连接报警驱动单元42，报警驱动单元42电性输出连接报警器43，通过报警系统6对前方障碍物进行报警，通知人员对障碍物进行移除。
一种机器人的路径控制方法，该机器人的路径控制方法步骤如下：
S1：通过路径输入子系统2中的蓝牙配对单元7与外部计算机进行蓝牙配对，蓝牙配对后外部计算机将路径数据通过机器人的蓝牙接收器8进行传输，蓝牙数据接收器9将蓝牙接收器8中的数据进行接收，蓝牙数据接收器9接收的路径数据在路径数据处理器10进行处理后，将处理后的数据传递给栅格地图路径转换单元11，路径数据在栅格地图路径转换单元11进行栅格路径转换，将外部路径数据转换成机器人可识别的路径行驶数据，转换后的栅格路径在路径数据存储单元12进行存储；
S2：通过磁罗盘单元13对机器人的方向姿态进行检测，编码器单元14检测机器人的移动速度和移动距离，所述超声波传感器15对机器人前方的障碍物进行检测，磁罗盘单元13、编码器单元14和超声波传感器15检测的数据通过数据采集单元16进行采集，采集后的数据在采集处理器17中进行处理后传递给数据检测单元18，在数据检测单元18中进行检测，检测后的数据在数据放大单元19中进行数据信号放大，信号放大后的数据在数据汇总单元20中进行数据汇总，汇总后的数据在数据存储单元21中进行存储；
S3：运动数据提取单元22在路径数据存储单元12进行路径数据提取，以及在数据存储单元21中进行行驶过程数据提取，提取后的路径数据和行驶过程数据在运动数据分析单元23中进行数据分析，分析的数据在运动处理器24中进行处理，处理后的数据传递到运动数据转换单元25中进行驱动电机驱动数据转换，转换后的电机驱动数据通过电机驱动单元26分别驱动直线运动电机27和转向运动电机28进行运动；
S4：通过电压检测单元29对电源电压进行检测，通过电流检测单元30对电源电流进行检测，通过电压电流采集单元31对电源电压和电流数值进行采集，采集后的信息通过电源信息采集处理器32进行处理，处理后的信息通过信息检测单元33进行检测，检测后的信息传递到信息放大单元34中进行信息信号放大处理，信号放大处理后的信息进入信息汇总单元35中进行信息汇总，再传递到信息存储单元36中进行存储；
S5：通过信息采集单元37对数据采集单元21中的障碍信息进行采集，采集后的信息通过信息对比单元38进行信息对比，对比后的信息通过报警处理器39进行信息处理，处理后的信息通过报警数据检测单元40进行检测，检测后的数据通过报警数据放大单元41进行报警数据的信号放大，信号放大后通过报警驱动单元42对报警器43进行驱动。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种机器人的路径控制系统，包括中央处理器(1)，其特征在于：所述中央处理器(1)分别电性输入连接路径输入子系统(2)和采集子系统(3)，所述中央处理器(1)分别电性输出连接驱动子系统(4)、电源子系统(5)和报警子系统(6)。
2.根据权利要求1所述的一种机器人的路径控制系统，其特征在于：所述路径输入子系统(2)包括蓝牙配对单元(7)，所述蓝牙配对单元(7)电性输出连接蓝牙接收器(8)，所述蓝牙接收器(8)电性输出连接路径数据接收单元(9)，所述路径数据接收单元(9)电性输出连接路径数据处理器(10)，所述路径数据处理器(10)电性输出连接栅格地图路径转换单元(11)，所述栅格地图路径转换单元(11)电性输出连接路径数据存储单元(12)。
3.根据权利要求1所述的一种机器人的路径控制系统，其特征在于：所述采集子系统(3)包括数据采集单元(16)，所述数据采集单元(16)分别电性输入连接磁罗盘单元(13)、编码器单元(14)和超声波传感器(15)，所述数据采集单元(16)电性输出连接采集处理器(17)，所述采集处理器(17)电性输出连接数据检测单元(18)，所述数据检测单元(18)电性输出连接数据放大单元(19)，所述数据放大单元(19)电性输出连接数据汇总单元(20)，所述数据汇总单元(20)电性输出连接数据存储单元(21)。
4.根据权利要求1所述的一种机器人的路径控制系统，其特征在于：所述驱动子系统(4)包括运动数据提取单元(22)，所述运动数据提取单元(22)电性输出连接运动数据分析单元(23)，所述运动数据分析单元(23)电性输出连接运动处理器(24)，所述运动处理器(24)电性输出连接运动数据转换单元(25)，所述运动数据转换单元(25)电性输出连接电机驱动单元(26)，所述电机驱动单元(26)分别电性输出连接直线运动电机(27)和转向运动电机(28)。
5.根据权利要求1所述的一种机器人的路径控制系统，其特征在于：所述电源子系统(5)包括电压电流采集单元(31)，所述电压电流采集单元(31)分别电性输入连接电压检测单元(29)和电流检测单元(30)，所述电压电流采集单元(31)电性输出连接电源信息采集处理器(32)，所述电源信息采集处理器(32)电性输出连接信息检测单元(33)，所述信息检测单元(33)电性输出连接信息放大单元(34)，所述信息放大单元(34)电性输出连接信息汇总单元(35)，所述信息汇总单元(35)电性输出连接信息存储单元(36)。
6.根据权利要求1所述的一种机器人的路径控制系统，其特征在于：所述报警子系统(6)包括信息采集单元(37)，所述信息采集单元(37)电性输出连接信息对比单元(38)，所述信息对比单元(38)电性输出连接报警处理器(39)，所述报警处理器(39)电性输出连接报警数据检测单元(40)，所述报警数据检测单元(40)电性输出连接报警数据放大单元(41)，所述报警数据放大单元(41)电性输出连接报警驱动单元(42)，所述报警驱动单元(42)电性输出连接报警器(43)。
7.一种机器人的路径控制方法，其特征在于：该机器人的路径控制方法步骤如下：
S1：通过路径输入子系统(2)中的蓝牙配对单元(7)与外部计算机进行蓝牙配对，蓝牙配对后外部计算机将路径数据通过机器人的蓝牙接收器(8)进行传输，蓝牙数据接收器(9)将蓝牙接收器(8)中的数据进行接收，蓝牙数据接收器(9)接收的路径数据在路径数据处理器(10)进行处理后，将处理后的数据传递给栅格地图路径转换单元(11)，路径数据在栅格地图路径转换单元(11)进行栅格路径转换，将外部路径数据转换成机器人可识别的路径行驶数据，转换后的栅格路径在路径数据存储单元(12)进行存储；
S2：通过磁罗盘单元(13)对机器人的方向姿态进行检测，编码器单元(14)检测机器人的移动速度和移动距离，所述超声波传感器(15)对机器人前方的障碍物进行检测，磁罗盘单元(13)、编码器单元(14)和超声波传感器(15)检测的数据通过数据采集单元(16)进行采集，采集后的数据在采集处理器(17)中进行处理后传递给数据检测单元(18)，在数据检测单元(18)中进行检测，检测后的数据在数据放大单元(19)中进行数据信号放大，信号放大后的数据在数据汇总单元(20)中进行数据汇总，汇总后的数据在数据存储单元(21)中进行存储；
S3：运动数据提取单元(22)在路径数据存储单元(12)进行路径数据提取，以及在数据存储单元(21)中进行行驶过程数据提取，提取后的路径数据和行驶过程数据在运动数据分析单元(23)中进行数据分析，分析的数据在运动处理器(24)中进行处理，处理后的数据传递到运动数据转换单元(25)中进行驱动电机驱动数据转换，转换后的电机驱动数据通过电机驱动单元(26)分别驱动直线运动电机(27)和转向运动电机(28)进行运动；
S4：通过电压检测单元(29)对电源电压进行检测，通过电流检测单元(30)对电源电流进行检测，通过电压电流采集单元(31)对电源电压和电流数值进行采集，采集后的信息通过电源信息采集处理器(32)进行处理，处理后的信息通过信息检测单元(33)进行检测，检测后的信息传递到信息放大单元(34)中进行信息信号放大处理，信号放大处理后的信息进入信息汇总单元(35)中进行信息汇总，再传递到信息存储单元(36)中进行存储；
S5：通过信息采集单元(37)对数据采集单元(21)中的障碍信息进行采集，采集后的信息通过信息对比单元(38)进行信息对比，对比后的信息通过报警处理器(39)进行信息处理，处理后的信息通过报警数据检测单元(40)进行检测，检测后的数据通过报警数据放大单元(41)进行报警数据的信号放大，信号放大后通过报警驱动单元(42)对报警器(43)进行驱动。
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