一种机器人底盘控制系统技术方案

本申请的目的是提供一种机器人底盘控制系统，通过主控模块控制电源供电管理模块的信号，对传感器采集模块上报的数据进行运算融合，并下发指令控制运动控制模块；数据运算模块对主控模块中经运算融合后的数据进行处理，并与主控模块交互数据；传感器采集模块检测多个外部传感器以对获取到的多个检测数据进行融合，将融合后的数据上报至主控模块；运动控制模块对所述主控模块发送的指令进行解析，并控制电机执行作业；电源供电管理模块将电池电源分配给各用电模块，并进行充放电管理与检测。从而提高了底盘控制系统的可靠性、稳定性及扩展适配性，且底盘的体积小适应性强，操作方便且维护成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种机器人底盘控制系统
本申请涉及机器人领域，尤其涉及一种机器人底盘控制系统。
技术介绍
机器人底盘已广泛应用于生活及工业领域，如商场中用于引导广告交互机器人的智能行走控制，如物流运输中智能仓储移动底盘的作业。目前，使用的机器人底盘控制系统多采用集中式控制，主控系统集中采集处理执行与传感器交互单元数据，并反馈执行指令。但存在以下缺点：集中式控制机器人底盘控制系统对主处理器要求较高并且无可扩展接口，当处理数据量增大，无法临时增加外接处理器。并且主控系统某一处出现问题会导致整个控制系统瘫痪，机器人底盘控制系统的可靠性与稳定性较低。集中式控制机器人底盘控制系统的扩展性与互换性不足，还没有底盘通用设计标识，不同用户对于功能需求不一致，从而使机器人底盘控制系统的设计工作量变得巨大，当用户提出新的功能需求时，整套的控制系统构建方案需要重新设计，产生大量重复性工作。目前的运算处理与多传感器融合技术稳定性较低，控制系统故障风险较高，未充分考虑后期维护人力和时间成本，当底盘控制系统某一处发生故障时需要整套控制系统进行全部更换，造成极大损失。另外，专利文件(CN207488758U)中提供的底盘控制系统是从电机驱动设计的角度进行兼容适配不同种类电机与闭环传感器，仅是从机器人底盘控制系统中电机驱动角度上做设计优化，而并没有模块化构建机器人底盘控制系统，机器人底盘应用的自由度仍然受限制。
技术实现思路
本申请的一个目的是提供一种机器人底盘控制系统，解决现有技术中底盘控制系统受限于单一使用场景，功能扩展性不足，不易维护以及没有模块化构建的问题。根据本申请的一个方面，提供了一种机器人底盘控制系统，该底盘控制系统包括：主控模块、数据运算模块、传感器采集模块、运动控制模块及电源供电管理模块，其中，所述主控模块用于控制所述电源供电管理模块的信号，对所述传感器采集模块上报的数据进行运算融合，并下发指令控制所述运动控制模块；所述数据运算模块用于对所述主控模块中经运算融合后的数据进行处理，并与所述主控模块交互数据；所述传感器采集模块用于检测多个外部传感器以对获取到的多个检测数据进行融合，将融合后的数据上报至所述主控模块；所述运动控制模块用于对所述主控模块发送的指令进行解析，并控制电机执行作业；所述电源供电管理模块用于将电池电源分配给各用电模块，并进行充放电管理与检测。进一步地，所述外部传感器包括超声传感器、红外测距传感器、磁力传感器、激光雷达传感器、高频RFID传感器、低频RFID传感器及碰撞传感器。进一步地，所述主控模块包括电源管理单元、处理单元及控制单元；所述处理单元与所述电源供电管理模块进行通信，所述处理单元用于对所述传感器采集模块上报的数据进行融合处理，并将融合处理后的数据上报至所述控制单元；所述电源管理单元为所述处理单元供电并对所述主控模块中各单元进行供电分配；所述控制单元用于对接收到的数据进行运算处理，并通过USB及以太网上报至所述数据运算模块。进一步地，所述控制单元包括可拆卸的快闪存储器，用于记录底层数据的日志信息。进一步地，所述数据运算模块通过所述主控模块进行供电，并对所述主控模块上报的数据进行运算处理，根据运算处理后的数据确定执行指令，将所述执行指令下发至所述主控模块用于控制所述机器人。进一步地，所述底盘控制系统包括三路电机驱动模块，各路电机驱动模块控制位于同一电路的电机的执行，各路电机驱动模块均与所述运动控制模块连接。进一步地，所述运动控制模块与所述电源供电管理模块连接。进一步地，所述运动控制模块用于通过信号口接口与所述主控模块进行通信，以获取所述主控模块下发的运动控制指令。进一步地，所述运动控制模块用于将所述运动控制指令进行解析，以将解析后的数据分配至对应的各路电机驱动模块中。进一步地，所述电源供电管理模块包括三路供电单元、二路充电单元及红外通信单元，所述三路供电单元用于为所述主控模块供电。进一步地，所述二路充电单元包括电源应急充电单元和自动充电单元。进一步地，所述红外通信单元用于所述底盘控制系统与外部设备的通信以使所述自动充电单元执行自动充电。与现有技术相比，本申请所述的底盘控制系统包括：主控模块、数据运算模块、传感器采集模块、运动控制模块及电源供电管理模块，其中，所述主控模块用于控制所述电源供电管理模块的信号，对所述传感器采集模块上报的数据进行运算融合，并下发指令控制所述运动控制模块；所述数据运算模块用于对所述主控模块中经运算融合后的数据进行处理，并与所述主控模块交互数据；所述传感器采集模块用于检测多个外部传感器以对获取到的多个检测数据进行融合，将融合后的数据上报至所述主控模块；所述运动控制模块用于对所述主控模块发送的指令进行解析，并控制电机执行作业；所述电源供电管理模块用于将电池电源分配给各用电模块，并进行充放电管理与检测。通过各模块进行分工，避免因任一处出现问题而导致整个控制系统瘫痪，提高了底盘控制系统的可靠性与稳定性；具有很强的扩展适配性，且底盘的体积小适应性强，操作方便且维护成本低。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1示出根据本申请的一个方面提供的一种机器人底盘控制系统的结构示意图；图2示出本申请一实施例中主控模块的结构示意图；图3示出本申请一实施例中数据运算模块与主控模块交互的示意图；图4示出本申请一实施例中运动控制模块的工作示意图；图5示出本申请一实施例中电源供电管理模块的结构示意图；图6示出本申请一优选实施例中机器人底盘控制系统的结构示意图。附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。具体实施方式下面结合附图对本申请作进一步详细描述。图1示出根据本申请的一个方面提供的一种机器人底盘控制系统的结构示意图，该底盘控制系统包括：主控模块1、数据运算模块2、传感器采集模块3、运动控制模块4及电源供电管理模块5，其中，所述主控模块1用于控制所述电源供电管理模块5的信号，对所述传感器采集模块3上报的数据进行运算融合，并下发指令控制所述运动控制模块4；所述数据运算模块2用于对所述主控模块1中经运算融合后的数据进行处理，并与所述主控模块1交互数据；所述传感器采集模块3用于检测多个外部传感器以对获取到的多个检测数据进行融合，将融合后的数据上报至所述主控模块1；所述运动控制模块4用于对所述主控模块1发送的指令进行解析，并控制电机执行作业；所述电源供电管理模块5用于将电池电源分配给各用电模块，并进行充放电管理与检测。在此，主控模块1用于控制电源供电管理模块5的信号以及电源供电管理模块5的数据采集运算和控制。获取传感器采集模块3上报数据进行运算融合，下发指令控制运动控制模块4。数据运算模块2用于对主控模块1融合后的底层数据进行Slam算法处理，再下发指令与主控模块1交互数据。传感器采集模块3用于检测外部传感器并进行融合再上报到主控模块1中。运动控制模块4用于获取主控模块1发送的指令进行解析，并控制电机执行作业。电源供电管理模块5用于将电池电源分配给各用电单元，同时具备控制输出、充放电管理与检测，短路保护功能。通过上述模块化的构建底盘控制系统，使得各模块可以对数据做初步的过滤处理，有别于传统的所有数据汇集到同一个主控单元进行总体解析。运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人底盘控制系统，其特征在于，所述底盘控制系统包括：主控模块、数据运算模块、传感器采集模块、运动控制模块及电源供电管理模块，其中，所述主控模块用于控制所述电源供电管理模块的信号，对所述传感器采集模块上报的数据进行运算融合，并下发指令控制所述运动控制模块；所述数据运算模块用于对所述主控模块中经运算融合后的数据进行处理，并与所述主控模块交互数据；所述传感器采集模块用于检测多个外部传感器以对获取到的多个检测数据进行融合，将融合后的数据上报至所述主控模块；所述运动控制模块用于对所述主控模块发送的指令进行解析，并控制电机执行作业；所述电源供电管理模块用于将电池电源分配给各用电模块，并进行充放电管理与检测。

【技术特征摘要】
1.一种机器人底盘控制系统，其特征在于，所述底盘控制系统包括：主控模块、数据运算模块、传感器采集模块、运动控制模块及电源供电管理模块，其中，所述主控模块用于控制所述电源供电管理模块的信号，对所述传感器采集模块上报的数据进行运算融合，并下发指令控制所述运动控制模块；所述数据运算模块用于对所述主控模块中经运算融合后的数据进行处理，并与所述主控模块交互数据；所述传感器采集模块用于检测多个外部传感器以对获取到的多个检测数据进行融合，将融合后的数据上报至所述主控模块；所述运动控制模块用于对所述主控模块发送的指令进行解析，并控制电机执行作业；所述电源供电管理模块用于将电池电源分配给各用电模块，并进行充放电管理与检测。2.根据权利要求1所述的底盘控制系统，其特征在于，所述外部传感器包括超声传感器、红外测距传感器、磁力传感器、激光雷达传感器、高频RFID传感器、低频RFID传感器及碰撞传感器。3.根据权利要求1所述的底盘控制系统，其特征在于，所述主控模块包括电源管理单元、处理单元及控制单元；所述处理单元与所述电源供电管理模块进行通信，所述处理单元用于对所述传感器采集模块上报的数据进行融合处理，并将融合处理后的数据上报至所述控制单元；所述电源管理单元为所述处理单元供电并对所述主控模块中各单元进行供电分配；所述控制单元用于对接收到的数据进行运算处理，并通过USB及以太网上报至所述数据运算模块。4.根据权利要求1所述的底盘控制系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：武繁吉，李中华，胡化超，林凌，陈士凯，李宇翔，黄珏珅，刘义春，
申请(专利权)人：上海思岚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31