一种智能循迹机器人、系统及控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种智能循迹机器人、系统及控制方法，涉及机器人领域。其特征在于，所述系统包括：机器人体、所述机器人体顶部设有摄像头；所述机器人体底部设有车轮；所述机器人体内部设有驱动车轮运动的电机和控制机器人前进方向的舵机;所述机器人体内部还设有控制机器人运行的控制系统。该发明专利技术具有处理简单，占用资源，执行效率高、准确性高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人领域，特别涉及一种智能循迹机器人、系统及控制方法。
技术介绍
随着计算机技术，控制技术，信息技术的快速发展，工业的生产和管理进入自动化，信息化和智能化时代，智能化已经成为时代发展的需要。在柔性自动化生产线，智能仺储管理及物流配送等领域，当生产现场环境恶劣时，人工不能完成的任务如物料运输和装卸等，可采用智能循迹机器人完成相关的任务。基于生产现场和日常生活的实际需要，研究和开发智能机器人循迹系统具有十分重要的意义。该项目的研究可以应用与机车头灯自动循迹，工厂自动化，仓库管理智能玩具和民用服务等领域，可提高劳动生产效率，改善劳动环境。智能机器人能够感知环境，能够有学习，情感和对外界一种逻辑判断思维。它作为现代高科技的集成体，是21世纪的科技制高点之一。移动机器人技术的发展，应该说它是科学技术发展的一个综合性的结果。同时，它为社会经济发展产生了一门有着重大影响的科学技术，移动对机器人的研究成果又提高了本国的经济的发展水平。还有，随着汽车工业的迅速发展，关于汽车的研究也就越来越受人关注。现有的循迹机器人还存在以下的问题：1、处理速度慢：由于算法和程序的复杂度较高，导致循迹机器 人在实际运行过程中的处理速度非常慢，从而导致无法达到令人满意的运动速度。2、成本高昂：系统的复杂性进一步的导致了机器人的制造成本大幅度提升，对于机器人的普及和应用是一个相当大的阻力。3、准确性较低：由于实际情况非常的非常复杂，循迹机器人在处理实际问题中，往往会遇到很多的问题。导致循迹的结果准确率很低。4、结构复杂：现有的循迹机器人大都采用多个电机协同工作，实现精确的控制，然而这种结构虽然能让机器人的精确度提升，但与此同时造成机器人的整体结构非常复杂，一旦损坏非常难以进行维修。同时也提高了成本。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提供了一种智能循迹机器人、系统及控制方法，该专利技术具有处理简单，占用资源，执行效率高、准确性高等优点。本专利技术采用的技术方案如下：一种智能循迹机器人，其特征在于，它包括：机器人体2、所述机器人体2顶部设有摄像头1；所述机器人体2底部设有车轮3；所述机器人体2内部设有驱动车轮运动的电机和控制机器人前进方向的舵机；所述机器人体2内部还设有控制机器人运行的控制系统。所述摄像头为黑白图像摄像头，最高像素为664*492。所述控制系统包括：路径检测模块、起跑线检测模块、车速检测模块、电源模块、中央处理器、舵机驱动模块和电机驱动模块；所述 路径检测模块信号连接于中央处理器；所述起跑线检测模块信号连接于中央处理器；所述电源模块信号连接于中央处理器；所述舵机驱动模块信号连接于中央处理器；所述电机驱动模块信号连接于中央处理器；所述中央处理器分别信号连接于路径检测模块、起跑线检测模块、车速检测模块、电源模块、舵机驱动模块和电机驱动模块。所述路径检测模块，用于根据摄像头发送过来的图像信息，判断机器人所处的跑道类型为直道还是弯道，将判断结果发送给中央处理器；所述车速检测模块，用于对机器人前进的速度进行实时采集，将采集结果发送至中央处理器；所述起跑线检测模块，用于检测机器人是否处于起跑线，将检测结果发送至中央处理器；所述电源模块，用于给机器人提供运行的能源；所述中央处理器，用于根据各个模块发送过来的数据信息，发送控制命令至舵机驱动模块和电机驱动模块；所述舵机驱动模块，用于根据中央处理器发送过来的控制命令，控制舵机的运行；所述电机驱动模块，用于根据中央处理器发送过来的控制命令，控制电机的运行。一种智能循迹机器人控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1：机器人启动，起跑线检测模块检测机器人是否处于起跑线，如果不是，则待机不动；如果是，中央处理器则发送控制命令至电机驱动模块，电机驱动模块驱动电机控制机器人前进；步骤2：前行过程中，摄像头实时采集跑到图像信息，将图像信息发送到路径检测模块，路径检测模块根据图像信息判断机器人当前是处于直道还是弯道；步骤3：车速检测模块开始实时检测机器人的速度，并将检测结果发送给中央处理器；步骤4：中央处理器根据路径检测模块和车速检测模块发送过来的数据信息发送控制命令道舵机驱动模块和电机驱动模块，；步骤5：舵机控制模块和电机控制模块根据中央处理器发送过来的控制命令分别控制舵机和电机的运行。所述路径检测模块的检测方法及中央处理器根据检测结果控制机器人前进方向的包括下步骤：步骤1：接收到摄像头发送过来的图像信息；步骤2：对图像进行二值化；步骤3：计算图像左侧白点数和图像右侧白点数之差；步骤4：判断差的绝对值是否小于130，如果不是，则发送结果至中央处理器，执行步骤5；如果是，则计算DIR值，并判断DIR值的是否满足：-11.2<DIR<11.2；如果是，则发送结果至中央处理器，执行步骤5；如果不是，且DIR<-12，则发送结果至中央处理器，执行步骤6；如果DIR值>12，则发送结果至中央处理器，执行步骤7；步骤5：中央处理器发送控制命令至舵机驱动模块，从而控制舵机正中电机加速；步骤6：中央处理器发送控制命令至舵机驱动模块，从而控制舵机左转电机加速；步骤7：中央处理器发送控制命令至舵机驱动模块，从而控制舵机右转电机加速。所述舵机及电机控制算法包括以下步骤：步骤1：路径检测模块对摄像头采集到的图像信息进行二值化，根据二值化图像的结果，以图像中心为界，分别计算边界左右侧白点数目： l e f t = Σ r o w = 1 max l e f t ( r o w ) ; ]]> r i g h t = Σ r o w = 1 max r i g h t ( r o w ) ; ]]>其中，row为图像的行数，max行数最大值：80；left为左侧白点数目；right为右侧白点数目；步骤2：然后对左侧和右侧的白点数进行做差，然后对差值除以行数，得到赛道偏移量：步骤3：根据偏移量AVG大小，判断当前赛道情况，根据赛道情况，对AVG乘以不同的系数k，得到舵机值，然后进行方向控制；所述k值自行进行设定。采用以上技术方案，本专利技术产生了以下有益效果：1、循迹准确率高：本专利技术的循迹机器人，采用图像识别作为循迹的基础。比起通过传感器进行循迹的机器人，具有更高的准确性。2、结构简单：本专利技术的循迹机器人，无论是内部结构还是外部结构都非常的简单。便于组装和生产，降低了制造成本，提高了普及率。3、成本低：除了结构上进行了改进，降低了机器人的复杂度，同时在机器人的组件上。我们采用黑白摄像头，没有采用传统的彩色摄像头，降低了摄像头的成本，进一步降低了机器人的成本。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能循迹机器人，其特征在于，它包括：机器人体(2)、所述机器人体(2)顶部设有摄像头(1)；所述机器人体(2)底部设有车轮(3)；所述机器人体(2)内部设有驱动车轮运动的电机和控制机器人前进方向的舵机；所述机器人体(2)内部还设有控制机器人运行的控制系统。

【技术特征摘要】
1.一种智能循迹机器人，其特征在于，它包括：机器人体(2)、所述机器人体(2)顶部设有摄像头(1)；所述机器人体(2)底部设有车轮(3)；所述机器人体(2)内部设有驱动车轮运动的电机和控制机器人前进方向的舵机；所述机器人体(2)内部还设有控制机器人运行的控制系统。2.如权利要求1所述的智能循迹机器人，其特征在于，所述摄像头为黑白图像摄像头，最高像素为664*492。3.如权利要求1或2所述的智能循迹机器人，其特征在于，所述控制系统包括：路径检测模块、起跑线检测模块、车速检测模块、电源模块、中央处理器、舵机驱动模块和电机驱动模块；所述路径检测模块信号连接于中央处理器；所述起跑线检测模块信号连接于中央处理器；所述电源模块信号连接于中央处理器；所述舵机驱动模块信号连接于中央处理器；所述电机驱动模块信号连接于中央处理器；所述中央处理器分别信号连接于路径检测模块、起跑线检测模块、车速检测模块、电源模块、舵机驱动模块和电机驱动模块。4.如权利要求3所述的智能循迹机器人，其特征在于，所述路径检测模块，用于根据摄像头发送过来的图像信息，判断机器人所处的跑道类型为直道还是弯道，将判断结果发送给中央处理器；所述车速检测模块，用于对机器人前进的速度进行实时采集，将采集结果发送至中央处理器；所述起跑线检测模块，用于检测机器人是否处于起跑线，将检测结果发送至中央处理器；所述电源模块，用于给机器人提供运行的能源；所述中央处理器，用于根据各个模块发送过来的数据信息，发送控制命令至舵机驱动模块和电机驱动模块；所述舵机驱动模块，用于根据中央处理器发送过来的控制命令，控制舵机的运行；所述电机驱动模块，用于根据中央处理器发送过来的控制命令，控制电机的运行。5.一种基于权利要求1至4之一所述的智能循迹机器人的控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1：机器人启动，起跑线检测模块检测机器人是否处于起跑线，如果不是，则待机不动；如果是，中央处理器则发送控制命令至电机驱动模块，电机驱动模块驱动电机控制机器人前进；步骤2：前行过程中，摄像头实时采集跑到图像信息，将图像信息发送到路径检测模块，路径检测模块根据图像信息判断机器人当前是处于直道还是弯道；步骤3：车速检测模块开始实时检测机器人的速度，并将检测结果发送给中央处理器；步骤4：中央处理器根据路径检测模块和车速检测模块发送过来的数据信息发送控制命令道舵机驱动模块和电机驱动模块，；步骤5：舵机控制模块和电机控制模块根据中央处理器发送过来的控制命令分别控制舵机和电机的运行...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏烬楚，
申请(专利权)人：夏烬楚，
类型：发明
国别省市：四川;51