CN206393653U - 一种基于体感控制的机器人对战装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于体感控制的机器人对战装置，包括战车机器人、用于识别玩家动作并采集动作信息的Kinect装置以及接收Kinect装置采集的动作信息并依据该动作信息对战车机器人进行控制的控制装置；所述Kinect装置包括Kinect感应器、用于动作识别的摄像头、深度传感器以及PC端，所述Kinect感应器、摄像头以及深度传感器均与PC端连接，所述控制装置包括WIFI模块，所述Kinect装置通过WIFI模块与控制装置通信；所述控制装置设置在战车机器人内。本实用新型的装置，使用电脑‑人机交互模块获取玩家动作信号，对原始玩家动作进行采集和提取，从而实现对战车机器人的控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及人机交互自动控制的研究领域，特别涉及一种基于体感控制的机器人对战装置。
背景技术
目前市场上大部分的对战游戏主要软件游戏，或者是手柄遥控的对战游戏。软件游戏的操作方式主要是通过键盘和鼠标等外设进行操作；而手柄遥控则是通过遥控器。这些种类的对战游戏，玩家只是通过敲击按键进行击打，没有真实的战斗体验，且长时间游戏容易劳累身体，产生厌倦感。
Kinect是一种3D体感摄影机，同时具有即使动态捕捉、影像识别、麦克风输入、语音识变等功能。微软公司推出的Kinect体感设备在人体跟踪以及姿态评估方面有着出色的表现，同时微软公司还推出了Kinect for Windows SDK开发工具包，配合此工具包可以利用Kinect的体感技术，获取人体深度信息，通过识别人体动作和手势，来理解操作者的意图，从而利用计算机对机器人进行有效的操作。
使用Kinect设备的体感控制系统来操控机器人对战，增加了游戏操作的多样性和游戏的娱乐性，同时这种操作方式更符合未来机器人发展的趋势之一。其体现了人机交互的理念，使玩家真正体验到“战斗”的快感。该体感控制的战车机器人对战装置，允许两个玩家可以分别选择控制机器人部分、或者控制车子部分，双人配合进行对战游戏。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于体感控制的机器人对战装置，通过Kinect可以实现对战车机器人的控制。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种基于体感控制的机器人对战装置，包括战车机器人，还包括用于识别玩家动作并采集动作信息的Kinect装置以及接收Kinect装置采集的动作信息并依据该动作信息对战车机器人进行控制的控制装置；所述Kinect装置包括Kinect感应器、用于动作识别的摄像头、深度传感器以及PC端，所述Kinect感应器、摄像头以及深度传感器均与PC端连接，所述控制装置包括WIFI模块，所述Kinect装置通过WIFI模块与控制装置通信；所述控制装置设置在战车机器人内。
作为优选的技术方案，所述Kinect感应器采用Kinect Xbox one。
作为优选的技术方案，所述深度传感器嵌入在Kinect感应器内部。
作为优选的技术方案，所述WIFI模块采用ESP8266WIFI模块。
作为优选的技术方案，所述控制装置包括单片机、电源模块、通讯模块、电机驱动模块以及功能按键模块，所述电源模块、通讯模块、电机驱动模块以及功能按键模块均与单片机连接。
作为优选的技术方案，所述战车机械人包括电机和舵机，所述单片机设定两个用于控制电机的I/O口，通过改变两个I/O口的高低电平以及方波占空比来控制一个电机的正转、反转以及转速；所述单片机上还设有一个用于控制舵机的I/O口，在舵机的工作周期内，通过改变该I/O口高低电平占空比来控制舵机从0°～180°的转动。
作为优选的技术方案，所述单片机采用Arduino mega 2560单片机。
作为优选的技术方案，所述电机驱动模块采用L298P。
作为优选的技术方案，所述电源模块采用7.4V充电电池及稳压芯片对控制装置进行供电。
作为优选的技术方案，所述战车机器人上设有多个微动开关和多颗LED灯，所述多个微动开关和多颗LED灯均与控制装置连接，当微动开关被击打一次时，LED灯熄灭一颗，当LED灯全部熄灭时，则WIFI模块断开Kinect装置与控制装置的连接。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本实用新型Kinect装置通过WIFI模块实现与控制装置的连接，当Kinect装置将采集到玩家的动作进行解析，得到所需的动作关节信息后，再通过无线通讯模块将信号发至控制装置中的单片机；单片机根据接收自通讯模块的信号，并进行数据处理后，控制舵机和电机的转动以控制战车机器人的动作。
2、本实用新型使用电脑-人机交互模块获取玩家动作信号，对原始玩家动作进行采集和信息提取后，从而实现对战车机器人的控制。
3、本实用新型Kinect的体感控制改变乐以往游戏的单一操作，使人机交互的理念更加彻底地展现出来，使玩家真正投入到“战斗”之中。两个玩家可以分别选择控制机器人部分、或者控制车子部分，双人配合进行对战游戏。控制机器人的玩家可以做出上半身动作，使机器人模仿；控制车子部分的玩家可以通过模拟开车姿势来控制车的前进、后退以及转弯等，实现机器人的移动功能。两个玩家之间相互配合，一起战斗。
附图说明
图1是本实用新型基于体感控制的机器人对战装置的电路结构框图；
图2(a)是本实用新型Arduino mega 2560最小系统电路原理图；
图2(b)是本实用新型电机驱动模块电路原理图；
图2(c)是本实用新型5V、3V稳压模块电路原理图；
图2(d)是本实用新型WIFI模块以及各电路接口所对应的芯片引脚的电路原理图；
图3是是本实用新型基于体感控制的机器人对战装置单片机的工作流程图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
如图1、图2(a)-图2(d)所示，本实施例一种基于体感控制的机器人对战装置，包括战车机器人、用于识别玩家动作并采集动作信息的Kinect装置以及接收Kinect装置采集的动作信息并依据该动作信息对战车机器人进行控制的控制装置；所述Kinect装置包括Kinect感应器、用于动作识别的摄像头、深度传感器以及PC端，所述Kinect感应器、摄像头以及深度传感器均与PC端连接，所述控制装置包括WIFI模块，所述Kinect装置通过WIFI模块与控制装置通信；所述控制装置设置在战车机器人内。
所述Kinect感应器采用Kinect Xbox one，所述深度传感器嵌入在Kinect感应器内部。
所述WIFI模块采用ESP8266WIFI模块，实现上位机(电脑)与下位机(单片机)之间数据的无线传输。
所述控制装置包括单片机、电源模块、通讯模块、电机驱动模块以及功能按键模块，所述电源模块、通讯模块、电机驱动模块以及功能按键模块均与单片机连接。
所述战车机械人包括电机和舵机，所述单片机设定两个用于控制电机的I/O口，通过改变两个I/O口的高低电平以及方波占空比来控制一个电机的正转、反转以及转速；所述单片机上还设有一个用于控制舵机的I/O口，在舵机的工作周期内，通过改变该I/O口高低电平占空比来控制舵机从0°～180°的转动。
所述单片机采用Arduino mega 2560单片机，以Arduino mega 2560单片机作为主控芯片实现对电脑实时采集到并传来的动作数据进行解析。
所述电机驱动模块采用L298P，通过L298P驱动电机进相应的动作。
所述电源模块采用7.4V充电电池及稳压芯片对控制装置进行供电，可以给控制装置提供稳定的电压，保证机器人对战装置可以持续工作。
所述战车机器人上设有多个微动开关和多颗LED灯，所述多个微动开关和多颗LED灯均与控制装置连接，当微动开关被击打一次时，LED灯熄灭一颗，当LED灯全部熄灭时，则WIFI模块断开Kinect装置与控制装置的连接。
所述的对战机器人的工作电压在7.4VDC～8.6VDC；Kinect装置的工作电压为220V。
所述的AT系列单片机控制单元由ATMEL公司产生的MEGA2560单片机及其外围电路构成。
本实施例的机器人对战装置的工作过程如下：
参见图3并结合图2，当ATmega2560单片机在完成初始化后，单片机上的ESP8255WIFI模块通过初始化设置将会建立单片机与Kinect装置连接的PC机的联系，此时WIFI模块作为客户端，PC机作为服务器；无线通讯建立完成后，Kinect装置将开始识别玩家的动作，并采集有效信息，通过一定处理后，将数据通过WIFI模块发送给单片机。单片机将接收到的信息进行解析，提取出所需要的舵机与电机的控制信息，解析以及信息提取的过程采用常规的手段。同时，设定两个输出I/O口，通过改变两个I/O口的高低电平以及方波占空比来控制一个电机的正转、反转以及转速。设定一个输出I/O口，在舵机的工作周期内，改变高低电平占空比来控制舵机从0°～180°的转动。Kinect装置采集的电机信息可包含正反转与转速；采集的舵机信息可包含机器人每个关机的舵机角度。单片机将处理后的信息输出在驱动电路后，即可控制战车的移动和机器人的动作。此外，在机器人身体部位安装了若干个微动开关，当微动开关被击打到时，战车上的5颗LED灯则会灭掉一颗。当灯全部熄灭时，则WIFI模块将会断开与PC机的联系，机器人将无法接收到信息，而玩家也无法通过Kinect装置控制战车机器人。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于体感控制的机器人对战装置，包括战车机器人，其特征在于，还包括用于识别玩家动作并采集动作信息的Kinect装置以及接收Kinect装置采集的动作信息并依据该动作信息对战车机器人进行控制的控制装置；所述Kinect装置包括Kinect感应器、用于动作识别的摄像头、深度传感器以及PC端，所述Kinect感应器、摄像头以及深度传感器均与PC端连接，所述控制装置包括WIFI模块，所述Kinect装置通过WIFI模块与控制装置通信；所述控制装置设置在战车机器人内。
2.根据权利要求1所述基于体感控制的机器人对战装置，其特征在于，所述Kinect感应器采用Kinect Xbox one。
3.根据权利要求1所述基于体感控制的机器人对战装置，其特征在于，所述深度传感器嵌入在Kinect感应器内部。
4.根据权利要求1所述基于体感控制的机器人对战装置，其特征在于，所述WIFI模块采用ESP8266WIFI模块。
5.根据权利要求1所述基于体感控制的机器人对战装置，其特征在于，所述控制装置包括单片机、电源模块、通讯模块、电机驱动模块以及功能按键模块，所述电源模块、通讯模块、电机驱动模块以及功能按键模块均与单片机连接。
6.根据权利要求5所述基于体感控制的机器人对战装置，其特征在于，所述战车机械人包括电机和舵机，所述单片机设定两个用于控制电机的I/O口，通过改变两个I/O口的高低电平以及方波占空比来控制一个电机的正转、反转以及转速；所述单片机上还设有一个用于控制舵机的I/O口，在舵机的工作周期内，通过改变该I/O口高低电平占空比来控制舵机从0°～180°的转动。
7.根据权利要求5所述基于体感控制的机器人对战装置，其特征在于，所述单片机采用Arduino mega 2560单片机。
8.根据权利要求5所述基于体感控制的机器人对战装置，其特征在于，所述电机驱动模块采用L298P。
9.根据权利要求5所述基于体感控制的机器人对战装置，其特征在于，所述电源模块采用7.4V充电电池及稳压芯片对控制装置进行供电。
10.根据权利要求1所述基于体感控制的机器人对战装置，其特征在于，所述战车机器人上设有多个微动开关和多颗LED灯，所述多个微动开关和多颗LED灯均与控制装置连接，当微动开关被击打一次时，LED灯熄灭一颗，当LED灯全部熄灭时，则WIFI模块断开Kinect装置与控制装置的连接。
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Assignee: Quick Link Technology (Guangzhou) Co.,Ltd. Assignor: Guangzhou University Contract record no.: X2022980028634 Denomination of utility model: A robot combat device based on body sense control Granted publication date: 20170811 License type: Common License Record date: 20230106 |
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