基于智能手机的移动机器人控制系统技术方案

技术编号:15102574 阅读:81 留言:0更新日期:2017-04-08 12:47
基于智能手机的移动机器人控制系统,本控制系统以一部智能手机作为核心控制器即机载智能手机,机载智能手机是服务器端,固定在移动机器人机身上,通过无线通信模块与机载智能手机进行交互,收发控制指令,并关联调用其他应用程序实现对移动机器人的控制;另一部智能手机作为远程控制器即远程控制智能手机,远程控制智能手机是客户端,通过无线通信模块与机载智能手机进行交互,选择控制模式后,发送控制指令到服务器端。使移动机器人的调试更加方便快捷,不用每次都连接PC机烧写程序,成为验证各种控制算法的理想平台;使移动机器人功能更加强大,变得更加智能;远程控制操作的多样性,使人机交互体验友好度大幅度提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及科学研究或教学的实验系统,尤其涉及智能手机对移动机器人的控制系统,该系统使机器更加智能,提高人机交互体验友好度,并在控制领域用来检验各种控制算法的正确性与可行性。
技术介绍
随着科学技术发展,社会进步,机器人正逐步走入人们日常生活中,帮助人们解决各式各样的问题,如何能让冰冷的机器像人一样,这就需要研究机器的平衡控制、智能性以及人机交互。智能手机因其具有非常友好的人机交互、强大的功能和便携性,使人们在各种应用场景内离不开它,智能手机俨然已经成为人们生活中非常重要的一部分,正逐渐改变人们的日常生活。针对上述情况,本专利技术提出基于智能手机的移动机器人控制系统,利用人们非常熟悉的智能手机,作为机器的大脑,全面提高机器人的智能水平和交互友好度,更好的控制移动机器人。
技术实现思路
本专利技术设计的基于智能手机的移动机器人控制系统,使机器更加智能,全面提高人机交互体验友好度,并在控制领域用来检验各种控制算法的正确性与可行性。本专利技术采用如下技术方案,参照图1,基于智能手机的移动机器人控制系统,该系统包括机载智能手机(1)、远程控制智能手机(2)、移动机器人(3)、无线通信模块(4)。本控制系统以一部智能手机作为核心控制器即机载智能手机(1),机载智能手机(1)是服务器端,固定在移动机器人机身上,通过无线通信模块(4)与机载智能手机(1)进行交互;另一部智能手机作为远程控制器即远程控制智能手机(2),远程控制智能手机(2)是客户端,通过无线通信模块(4)与机载智能手机进行交互。分别设计服务器端和客户端应用程序,在服务器端应用内进行移动机器人姿态角度、运动速度各数据的采集、处理,服务器端接收来自客户端的控制指令并计算出控制量,再发送给移动机器人控制单元,进而控制移动机器人的运动状态;并在本应用内设置导航、定位、拍摄功能选项,当收到来自客户端的相应指令选项后,直接关联调用本服务器端地图、相机应用的功能,利用机载智能手机自身搭载的GPS、摄像头传感器,实现对移动机器人的导航定位,并将摄像头所拍摄视频远程传送到客户端上;在客户端应用内设置按键控制、语音控制和重力传感器控制三种控制模式,实时显示机载智能手机拍摄的视频,根据拍摄到的周围环境实现对移动机器人前进、后退、转弯等运动控制;并设置调试选项,实时进行移动机器人的调试,包括期望运动速度大小的改变、控制算法参数的整定。所述机载智能手机(1)可以是安卓智能手机或者苹果智能手机;所述远程控制智能手机(2)可以是安卓智能手机或者苹果智能手机;所述移动机器人(3)可以是两轮自平衡机器人;所述无线通信模块(4)可以是蓝牙通信模块或者WiFi通信模块。本专利技术可以取得如下有益效果:使移动机器人的调试更加方便快捷,不用每次都连接PC机烧写程序,成为验证各种控制算法的理想平台;使移动机器人功能更加强大,变得更加智能;远程控制操作的多样性,使人机交互体验友好度大幅度提高。附图说明图1基于智能手机的移动机器人控制系统结构示意图;图2基于智能手机的移动机器人控制系统主程序流程图;图3基于智能手机的移动机器人控制系统中断子程序流程图;图中:1、机载智能手机;2、远程控制智能手机;3、移动机器人;4、无线通信模块。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对于本专利技术作进一步的说明。如图1所示,基于智能手机的移动机器人控制系统,包括机载智能手机(1)、远程控制智能手机(2)、移动机器人(3)和无线通信模块(4)。本控制系统以一部智能手机作为核心控制器,是服务器端,固定在移动机器人机身上,通过无线通信模块与移动机器人进行通信,另一部智能手机作为远程控制器,是客户端,通过无线通信模块与机载智能手机通信。分别设计服务器端和客户端应用程序,在服务器端应用内进行移动机器人姿态角度、运动速度等各种数据的采集、处理,接收来自客户端的控制指令,根据得到的状态量,计算出控制量,再发送给移动机器人控制单元,控制单元发出一定占空比的PWM波给电机驱动器,进而控制移动机器人的运动及平衡;并在本应用内设置导航、定位、拍摄等功能选项,当收到来自客户端的相应指令选项后,直接关联调用本服务器端地图、相机等应用的功能,利用机载智能手机自身搭载的GPS、摄像头等传感器,实现对移动机器人的导航定位,并将摄像头所拍摄视频远程传送到客户端上;在客户端应用内设置按键控制、语音控制和重力传感器控制三种控制模式,实时显示服务器端拍摄的视频,根据拍摄到的周围环境实现对移动机器人前进、后退、转弯等运动控制;并设置调试选项,可以实时进行移动机器人的调试,包括期望运动速度大小的改变、控制算法参数的整定等。所述机载智能手机(1)可以是安卓智能手机或者苹果智能手机;所述远程控制智能手机(2)可以是安卓智能手机或者苹果智能手机;所述移动机器人(3)可以是两轮自平衡机器人;所述无线通信模块(4)可以是蓝牙通信模块或者WiFi通信模块。如图2所示为本系统的主程序流程图,控制步骤为:步骤1.初始化移动机器人(3)机载控制单元,配置相应寄存器。步骤2.使能中断,等待相应寄存器接收中断。步骤3.使用循环语句,不停的判断是否有中断,中断控制周期设为10ms,每当满足条件则跳转到如图3所示的中断子程序流程图,进入中断。图3所示的中断子程序流程图步骤为:步骤1.接收移动机器人(3)机载姿态传感器的数据包,获取姿态数据,包括倾角、倾角速度。步骤2.服务器端读取客户端应用程序遥控指令,选择移动机器人运动模式。步骤3.读取左右电机编码器的信息,计算出移动机器人的位移,速度,加速度。步骤4.根据获得的状态量,采用设定的控制算法,在服务器端应用程序内计算控制量。步骤5.将得到的左右电机控制量大小发送给机载控制单元,得到一定占空比的两个PWM波,机载控制单元再将PWM波发送到电机伺服驱动器模块。步骤6.中断结束,返回主程序。在中断流程中,通过选择客户端应用程序内的按键、语音、重力传感器控制模式,由控制者发出相应指令,客户端应用程序对指令进行解算识别,再发送给服务器端,实时控制移动机器人的运动平衡;在任意模式下都可以通过选择客户端应用程序内导航、定位、摄像等功能,调用服务器端的地图、相机等关联应用程序,实现相应功能。所述移动机器人(3)为机载控制单元为单片机芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于智能手机的移动机器人控制系统,其特征在于:该系统包括机载智能手机(1)、远程控制智能手机(2)、移动机器人(3)、无线通信模块(4);本控制系统以一部智能手机作为核心控制器即机载智能手机(1),机载智能手机(1)是服务器端,固定在移动机器人机身上,通过无线通信模块(4)与机载智能手机(1)进行交互;另一部智能手机作为远程控制器即远程控制智能手机(2),远程控制智能手机(2)是客户端,通过无线通信模块(4)与机载智能手机进行交互;分别设计服务器端和客户端应用程序,在服务器端应用内进行移动机器人姿态角度、运动速度各数据的采集、处理,服务器端接收来自客户端的控制指令并计算出控制量,再发送给移动机器人控制单元,进而控制移动机器人的运动状态;并在本应用内设置导航、定位、拍摄功能选项,当收到来自客户端的相应指令选项后,直接关联调用本服务器端地图、相机应用的功能,利用机载智能手机自身搭载的GPS、摄像头传感器,实现对移动机器人的导航定位,并将摄像头所拍摄视频远程传送到客户端上;在客户端应用内设置按键控制、语音控制和重力传感器控制三种控制模式,实时显示机载智能手机拍摄的视频,根据拍摄到的周围环境实现对移动机器人前进、后退、转弯等运动控制;并设置调试选项,实时进行移动机器人的调试,包括期望运动速度大小的改变、控制算法参数的整定。...

【技术特征摘要】
1.基于智能手机的移动机器人控制系统,其特征在于:该系统
包括机载智能手机(1)、远程控制智能手机(2)、移动机器人(3)、
无线通信模块(4);本控制系统以一部智能手机作为核心控制器即机
载智能手机(1),机载智能手机(1)是服务器端,固定在移动机器
人机身上,通过无线通信模块(4)与机载智能手机(1)进行交互;
另一部智能手机作为远程控制器即远程控制智能手机(2),远程控制
智能手机(2)是客户端,通过无线通信模块(4)与机载智能手机进
行交互;
分别设计服务器端和客户端应用程序,在服务器端应用内进行移
动机器人姿态角度、运动速度各数据的采集、处理,服务器端接收来
自客户端的控制指令并计算出控制量,再发送给移动机器人控制单元,
进而控制移动机器人的运动状态;并在本应用内设置导航、定位、拍
摄功能选项,当收到来自客户端的相应指令选项后,直接关联调用本
服务器端地图、相机应用的功能,利用机载智能手机自身搭载的GPS、
摄像头传感器,实现对移动机器人的导航定位,并将摄像头所拍摄视
频远程传送到客户端上;在客户端应用内设置按键控制、语音控制和
重力传感器控制三种控制模式,实时显示机载智能手机拍摄的视频,
根据拍摄到的周围环境实现对移动机器人前进、后退、转弯等运动控
制;并设置调试选项,实时进行移动机器人的调试,包括期望运动速
度大小的改变、控制算法参数的整定。
2.根据权利要求1所述的基于智能手机的移动机器人控制系统,
其特征在于:本系统主程序流程的控制步骤如下,
步骤1.初始化移动机器人(3)机载控制单元,配置相应寄存器;
步骤2.使能中断,等待相应寄...

【专利技术属性】
技术研发人员:朱晓庆陈岩阮晓钢陈志刚肖尧林佳柴洁刘冰伊朝阳李诚
申请(专利权)人:北京工业大学
类型:发明
国别省市:北京;11

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