一种机器人控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种机器人控制系统，包括：实时定位确定机器人的当前位置的定位装置；发送控制指令的上位机；分别与所述上位机及所述定位装置连接，使用位置式PID算法控制所述机器人由当前位置移动至所述控制指令对应目标位置的控制器。本申请公开的上述技术方案中，定位装置实时确定机器人的当前位置，控制器在接收到上位机发送的控制指令时控制机器人由当前位置移动至控制指令对应目标位置，由此，使得机器人可以根据训练人员的需要达到不同位置并实现击球等操作，提升了训练人员在使用机器人实现训练时的使用体验。

A robot control system

The utility model discloses a robot control system, which comprises a positioning device for determining the current position of the robot in real time, a host computer for transmitting control instructions, and a position-based PID algorithm for controlling the robot moving from the current position to the control instructions connected with the host computer and the positioning device respectively. A controller corresponding to the target position. In the technical scheme disclosed herein, the positioning device determines the current position of the robot in real time, and the controller controls the robot to move from the current position to the corresponding target position of the control command when receiving the control command sent by the upper computer, thereby enabling the robot to reach different positions according to the needs of the trainer. The implementation of batting and other operations enhances the training personnel's experience in using robots for training.

【技术实现步骤摘要】
一种机器人控制系统
本技术涉及机器人控制
，更具体地说，涉及一种机器人控制系统。
技术介绍
球机器人能够在训练人员需要球时的触发下发出对应的球或者对训练人员发出的球进行击打等，以供训练人员实现训练。但是现有技术中的球机器人一般都处于一个固定的位置，无法达到训练人员对不同位置击出的球进行训练的要求，使用体验较差。综上所述，如何提升训练人员在使用球机器人时的使用体验，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是提供一种机器人控制系统，以提升训练人员在使用机器人训练时的使用。为了达到上述目的，本技术提供如下技术方案：一种机器人控制系统，包括：实时定位确定机器人的当前位置的定位装置；发送控制指令的上位机；分别与所述上位机及所述定位装置连接，使用位置式PID算法控制所述机器人由当前位置移动至所述控制指令对应目标位置的控制器。优选的，所述控制器还包括：实时测量所述机器人的电机转速得到对应当前转速的编码器；与所述编码器连接，使用增量式PID算法控制所述电机由当前转速变至所述控制指令对应转速的第一MCU。优选的，还包括：设置在所述机器人上，在所述第一MCU控制下以与所述控制指令对应速度转动实现所述机器人移动的麦克纳姆轮。优选的，所述控制器包括：与所述第一MCU连接，实现与上位机通信的蓝牙模块、WIFI模块。优选的，所述控制器还包括：与所述第一MCU连接，在所述第一MCU确定所述机器人发生故障时发出对应亮光的警示灯。优选的，所述控制器还包括：与所述第一MCU连接，接收外界输入的指令并传送至第一MCU的按键。优选的，所述定位装置包括：实时测量得到所述机器人自旋的角速度的陀螺仪；实时测量得到所述机器人移动的方向及距离的编码轮；分别与所述陀螺仪及所述编码轮连接，基于对所述角速度进行卡尔曼滤波得到的数据及所述方向及距离确定所述机器人当前位置的第二MCU。优选的，所述陀螺仪为串口陀螺仪。优选的，所述编码轮的数量为两个，该两个所述编码轮分别位于所述定位装置的两侧且互相垂直。优选的，所述定位装置及所述控制器之间采用串口连接。本技术提供的一种机器人控制系统，包括：实时定位确定机器人的当前位置的定位装置；发送控制指令的上位机；分别与所述上位机及所述定位装置连接，使用位置式PID算法控制所述机器人由当前位置移动至所述控制指令对应目标位置的控制器。本申请公开的上述技术方案中，定位装置实时确定机器人的当前位置，控制器在接收到上位机发送的控制指令时控制机器人由当前位置移动至控制指令对应目标位置，由此，使得机器人可以根据训练人员的需要达到不同位置并实现击球等操作，提升了训练人员在使用机器人实现训练时的使用体验。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，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技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的一种机器人控制系统的结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种机器人控制系统的具体示例图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。请参阅图1，其示出了本技术实施例提供的一种机器人控制系统的结构示意图，可以包括：实时定位确定机器人的当前位置的定位装置11；发送控制指令的上位机12；分别与上位机12及定位装置11连接，使用位置式PID算法控制机器人由当前位置移动至控制指令对应目标位置的控制器13。对应上述各模块的工作过程可以包括：定位装置实时定位机器人的当前位置，并将定位得到的当前位置对应位置信息发送至控制器；控制器接收上位机发送的控制指令，该控制指令中包含机器人需到达的目标位置对应位置信息，由此控制器基于当前位置的位置信息及目标位置的位置信息使用位置式PID算法控制机器人由当前位置移动至目标位置，从而机器人能够到达训练人员希望其到达的目标位置并配合训练人员实现其训练。另外需要说明的是上述机器人控制系统可以集成在机器人内。其中PID是一个目前应用最广泛的闭环控制算法。使用PID实现对应控制的控制器(比例-积分-微分控制器)是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件，由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成。PID的基础是比例控制，积分控制可消除稳态误差，但可能增加超调，微分控制可加快大惯性系统响应速度以及减弱超调趋势。PID分为连续和离散两种类型，本申请中可以使用离散PID实现，其中离散位置式PID算法对应公式如式(1.1)所示：u(k)＝Kpe(k)+Ki∑e(k)+Kd(e(k)-e(k-1))(1.1)。u(k)：第k次控制器输出；Kp：比例系数；e(k):第k次的误差，就是目标量与当前量的差；Ki：积分系数；Kd：微分系数；e(k-1)：上一刻的误差。本申请公开的上述技术方案中，定位装置实时确定机器人的当前位置，控制器在接收到上位机发送的控制指令时控制机器人由当前位置移动至控制指令对应目标位置，由此，使得机器人可以根据训练人员的需要达到不同位置并实现击球等操作，提升了训练人员在使用机器人实现训练时的使用体验。本技术实施例提供的一种机器人控制系统，控制器还可以包括：实时测量机器人的电机转速得到对应当前转速的编码器；与编码器连接，使用增量式PID算法控制电机由当前转速变至控制指令对应转速的第一MCU。其中编码器、电机及电机对应驱动器的数量均可以为8个，编码器实时测量电机转速得到当前转速，编码器确定控制指令中表示的电机需达到的转速，并使用增量式PID算法控制电机由当前转速达到控制指令对应转速，从而实现对电机的精确控制，保证了保证了电机精确地运行。其中本申请中可以使用离散增量式PID算法实现电机的转速控制，具体来说，离散增量式PID算法对应公式如式(1.2)所示:Δu(k)＝Kp(e(k)-e(k-1))+Kie(k)+Kd(e(k)-2e(k-1)+e(k-2))(1.2)Δu(k)：第k次的输出；Kp：比例系数；e(k)：第k次的误差，就是目标量与当前量的差；Ki：积分系数；Kd：微分系数；e(k-1)：上一刻的误差；e(k-2)：前一刻(上一刻的上一刻)的误差。需要说明的是，电机转速即为编码器转速，其中编码器转速可以由以下方式得到：记录在一段时间t(单位：秒)内编码器所输出的脉冲数量，用t内的脉冲数量除以t得到单位时间内编码器所输出的脉冲数量，再用单位时间内的脉冲数量除以编码器一圈输出的脉冲数，乘以60，得到编码器一分钟所旋转的圈数(rpm)，表达式如下(1.3)所示：Ω＝Δpulse÷dt÷ppr×60(1.3)Ω：转速，单位：rpm；Δpulse：一段时间间隔dt内所转过的脉冲数；dt：采样时间间隔；ppr：脉冲每圈，由码盘决定；本技术实施例提供的一种机器人控制系统，还可以包括：设置在机器人上，在第一MCU控制下以与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人控制系统，其特征在于，包括：实时定位确定机器人的当前位置的定位装置；发送控制指令的上位机；分别与所述上位机及所述定位装置连接，使用位置式PID算法控制所述机器人由当前位置移动至所述控制指令对应目标位置的控制器；所述控制器还包括：实时测量所述机器人的电机转速得到对应当前转速的编码器；与所述编码器连接，使用增量式PID算法控制所述电机由当前转速变至所述控制指令对应转速的第一MCU。

【技术特征摘要】
1.一种机器人控制系统，其特征在于，包括：实时定位确定机器人的当前位置的定位装置；发送控制指令的上位机；分别与所述上位机及所述定位装置连接，使用位置式PID算法控制所述机器人由当前位置移动至所述控制指令对应目标位置的控制器；所述控制器还包括：实时测量所述机器人的电机转速得到对应当前转速的编码器；与所述编码器连接，使用增量式PID算法控制所述电机由当前转速变至所述控制指令对应转速的第一MCU。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：设置在所述机器人上，在所述第一MCU控制下以与所述控制指令对应速度转动实现所述机器人移动的麦克纳姆轮。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器包括：与所述第一MCU连接，实现与上位机通信的蓝牙模块、WIFI模块。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器还包括：与所述第一MC...

【专利技术属性】
技术研发人员：马建，张学习，陈玮，郑锦航，廖廷波，黄伟杰，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东,44