CN113967912A - 一种机器人控制系统及其控制方法 - Google Patents

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许政博
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning

Abstract

本发明涉及一种机器人控制系统及其控制方法，该机器人控制方法，包括以下步骤：获取APP发出的控制命令；根据控制命令实时采集图形信息，并对图形信息进行分析处理，以得到处理结果；结合控制命令和处理结果，控制机器人执行相对应的动作。本发明使得机器人组装调试更简单，运用APP图形操作，机器人自动完成各种功能，操作简单，能够更好地满足需求。

Description

一种机器人控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及机器人控制技术领域，尤其是指一种机器人控制系统及其控制方法。
背景技术
现有基于ROS机器人操作系统的智能小车软件功能与硬件种类丰富，但是集合度低，操作复杂，运行难度大，入门门槛高，难以满足需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种机器人控制系统及其控制方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种机器人控制方法，包括以下步骤：
获取APP发出的控制命令；
根据控制命令实时采集图形信息，并对图形信息进行分析处理，以得到处理结果；
结合控制命令和处理结果，控制机器人执行相对应的动作。
其进一步技术方案为：所述控制命令包括运动方向、炫彩灯效、智能巡逻、智能追踪、雷达避障、图像美化或自动驾驶。
其进一步技术方案为：所述根据控制命令实时采集图形信息，并对图形信息进行分析处理，以得到处理结果步骤中，通过摄像头拍摄画面，然后读取拍摄画面形成图形信息，采用图像二值化算法、图像分割算法或图像边缘检测算法对图形信息进行处理，以得到处理结果。
其进一步技术方案为：所述处理结果包括障碍物体的相对位置及路线信息。
其进一步技术方案为：所述结合控制命令和处理结果，控制机器人执行相对应的动作步骤中，机器人执行智能追踪、自动避障、自动驾驶或展示炫彩灯效。
一种机器人控制系统，包括：获取单元，采集处理单元及结合控制单元；
所述获取单元，用于获取APP发出的控制命令；
所述采集处理单元，用于根据控制命令实时采集图形信息，并对图形信息进行分析处理，以得到处理结果；
所述结合控制单元，用于结合控制命令和处理结果，控制机器人执行相对应的动作。
其进一步技术方案为：所述控制命令包括运动方向、炫彩灯效、智能巡逻、智能追踪、雷达避障、图像美化或自动驾驶。
其进一步技术方案为：所述采集处理单元中，通过摄像头拍摄画面，然后读取拍摄画面形成图形信息，采用图像二值化算法、图像分割算法或图像边缘检测算法对图形信息进行处理，以得到处理结果。
其进一步技术方案为：所述处理结果包括障碍物体的相对位置及路线信息。
其进一步技术方案为：所述结合控制单元中，机器人执行智能追踪、自动避障、自动驾驶或展示炫彩灯效。
本发明与现有技术相比的有益效果是：通过获取APP发出的控制命令，根据控制命令实时采集图形信息，并对图形信息进行分析处理，以得到处理结果，然后结合控制命令和处理结果，控制机器人执行相对应的动作；使得机器人组装调试更简单，运用APP图形操作，机器人自动完成各种功能，操作简单，能够更好地满足需求。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的机器人控制方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的机器人的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的机器人控制系统的示意性框图。
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。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
请参阅图1至图3所示的具体实施例，其中，请参阅图1至图2所示，本发明公开了一种机器人控制方法，包括以下步骤：
S1，获取APP发出的控制命令；
其中，机器人通过通过TCP/IP协议接收获取APP发出的控制命令，简单高效。所述控制命令包括运动方向、炫彩灯效、智能巡逻、智能追踪、雷达避障、图像美化或自动驾驶。
其中，在本实施例中，机器人是基于ROS后台服务软件进行控制的。ROS后台服务软件是一种具有高度灵活性的软件架构，同时也是整个通讯的核心部分，它包括了大量工具软件、库代码和约定协议；程序中开启一个主节点(ROS MASTER:BigTransbot)，发布者(publisher)发布多个节点(node)，订阅者(subscriber)通过订阅发布者已发布的话题(topic)，可以轻松建立通讯连接，为控制机器人降低了难度和复杂度。ROS后台服务软件接收到摄像头传输的画面，经过图像二值化、图像分割等算法分析处理，判断识别的物体(即障碍物体)与机器人当前姿态的相对位置，从而根据图像画面信息执行相对应的动作。
其中，在本实施例中，机器人为履带式智能车。
S2，根据控制命令实时采集图形信息，并对图形信息进行分析处理，以得到处理结果；
其中，S2步骤中，通过机器人上的摄像头拍摄画面，然后使用OpenCV库软件和深度相机光编码技术读取拍摄画面形成图形信息，接着通过ROS节点传送给ROS后台服务软件，ROS后台服务软件根据HSV阈值采用图像二值化算法、图像分割算法或图像边缘检测算法对图形信息进行处理，以得到处理结果。
其中，所述处理结果包括障碍物体的相对位置及路线信息，或雷达计算出来的距离及路线信息。
S3，结合控制命令和处理结果，控制机器人执行相对应的动作。
其中，结合机器人前方与障碍物体的相对位置或距离，运行PID控制算法，计算出左右履带的速度值，然后机器人执行智能追踪、自动避障、自动驾驶或展示炫彩灯效等动作。
其中，在本实施例中，APP总共分为九个功能，分别是遥控、炫彩车灯、图像美化、激光雷达、AR世界、智能追踪、智能巡逻、自动驾驶和使用指引，上述九个功能中，每一个功能下还包含其他小功能，可通过操作APP，直接控制机器人执行相对应的动作，简单高效。
其中，本发明的目的是将履带车的所有功能集成到同一个APP控制，在控制履带车前进后退或左右旋转功能时，还可以点击APP上的控制按钮来展示RGB炫彩车灯特效，可以按住舵机云台控制按钮调整摄像头采集画面方向，可以点击【自动驾驶】按钮打开功能，履带车识别地上的线条并开始跟着线条运动，也可以退出自动驾驶功能后，点击【雷达避障】的按钮，履带车在地上自由行走，并且自动避障前方的障碍物，上述九个功能都可以随时切换，操作简单，可玩性强，功能更加丰富多彩，也降低了入门ROS机器人操作系统的门槛。
其中，如图2所示，机器人由结构部分和硬件电路部分组成；依照装配位置由上到下依次包括：可拆卸7寸触摸屏、摄像头云台、激光雷达、可拆卸机械臂、履带车主控扩展板、车身底盘电机履带、RGB炫彩灯条、及电池仓；可拆卸7寸触摸屏和可拆卸机械臂为可选配置，拆装较为便利，7寸触摸屏下方为摄像头云台和激光雷达，激光雷达下方是履带车主控扩展板，履带车主控扩展板可适配树莓派和Jetson Nano主流AI主控，整个扩展板安装车身底盘电机履带上，车身底盘电机履带由两个带编码器的电机作为驱动力，两条履带分别连接一个电机和几个从动轮，RGB炫彩灯条安装在车身底盘电机履带的尾部，电池仓安装在车身底盘电机履带的底部，摄像头云台可更换为两自由度高帧率广角摄像头云台，更加小巧灵活。
本发明使得机器人组装调试更简单，运用APP图形操作，机器人自动完成各种功能，APP直接操作履带车的所有功能，不必单独运行某个功能代码，操作简单，能够更好地满足需求。
其中，如图3所示，本发明公开了一种机器人控制系统，包括：获取单元10，采集处理单元20及结合控制单元30；
所述获取单元10，用于获取APP发出的控制命令；
所述采集处理单元20，用于根据控制命令实时采集图形信息，并对图形信息进行分析处理，以得到处理结果；
所述结合控制单元30，用于结合控制命令和处理结果，控制机器人执行相对应的动作。
其中，所述控制命令包括运动方向、炫彩灯效、智能巡逻、智能追踪、雷达避障、图像美化或自动驾驶。
其中，所述采集处理单元20中，通过摄像头拍摄画面，然后读取拍摄画面形成图形信息，采用图像二值化算法、图像分割算法或图像边缘检测算法对图形信息进行处理，以得到处理结果。
其中，所述处理结果包括障碍物体的相对位置及路线信息。
其中，所述结合控制单元30中，机器人执行智能追踪、自动避障、自动驾驶或展示炫彩灯效。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的。例如，各个模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。本发明实施例装置中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以是两个或两个以上模块集成在一个模块中。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机器人控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取APP发出的控制命令；
根据控制命令实时采集图形信息，并对图形信息进行分析处理，以得到处理结果；
结合控制命令和处理结果，控制机器人执行相对应的动作。
2.根据权利要求1所述的一种机器人控制方法，其特征在于，所述控制命令包括运动方向、炫彩灯效、智能巡逻、智能追踪、雷达避障、图像美化或自动驾驶。
3.根据权利要求1所述的一种机器人控制方法，其特征在于，所述根据控制命令实时采集图形信息，并对图形信息进行分析处理，以得到处理结果步骤中，通过摄像头拍摄画面，然后读取拍摄画面形成图形信息，采用图像二值化算法、图像分割算法或图像边缘检测算法对图形信息进行处理，以得到处理结果。
4.根据权利要求1所述的一种机器人控制方法，其特征在于，所述处理结果包括障碍物体的相对位置及路线信息。
5.根据权利要求1所述的一种机器人控制方法，其特征在于，所述结合控制命令和处理结果，控制机器人执行相对应的动作步骤中，机器人执行智能追踪、自动避障、自动驾驶或展示炫彩灯效。
6.一种机器人控制系统，其特征在于，包括：获取单元，采集处理单元及结合控制单元；
所述获取单元，用于获取APP发出的控制命令；
所述采集处理单元，用于根据控制命令实时采集图形信息，并对图形信息进行分析处理，以得到处理结果；
所述结合控制单元，用于结合控制命令和处理结果，控制机器人执行相对应的动作。
7.根据权利要求6所述的一种机器人控制系统，其特征在于，所述控制命令包括运动方向、炫彩灯效、智能巡逻、智能追踪、雷达避障、图像美化或自动驾驶。
8.根据权利要求6所述的一种机器人控制系统，其特征在于，所述采集处理单元中，通过摄像头拍摄画面，然后读取拍摄画面形成图形信息，采用图像二值化算法、图像分割算法或图像边缘检测算法对图形信息进行处理，以得到处理结果。
9.根据权利要求6所述的一种机器人控制系统，其特征在于，所述处理结果包括障碍物体的相对位置及路线信息。
10.根据权利要求6所述的一种机器人控制系统，其特征在于，所述结合控制单元中，机器人执行智能追踪、自动避障、自动驾驶或展示炫彩灯效。
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