控制一机器或机器人动作的控制系统技术方案

控制系统包含有一感应模块，用来感应机器周遭的一环境状况；一估计模块，用来根据该环境状况产生一环境估计参数；一马达，用来控制该机器的移动；一控制单元，用来根据该环境估计参数产生用以控制该机器的移动的一动作幅度；以及一马达驱动电路，根据该动作幅度驱动该马达移动该机器。因此，该机器所消耗的电能会随着环境状况的改变而调整，进而节省电能消耗。

A control system that controls the motion of a machine or robot

The control system includes a sensor module for induction environment around the machine; a estimation module, according to the environmental conditions to produce a environment parameter estimation; a motor is used to control the movement of the machine; a control unit for generating to control movement of the machine in a range of motion according to the environmental parameter estimation; and a motor drive circuit according to the amplitude of driving the motor to move the machine. As a result, the electrical energy consumed by the machine can be adjusted as the environment changes, thereby saving energy consumption.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用来控制机器动作的控制系统，特别涉及一种依据环境光线的亮度及与使用者的距离进行控制的控制系统。
技术介绍
机器人大多包含有显示单元，譬如液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)或是至少一个发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，来向机器人的使用者显示它目前的状态。另外，机器人也可利用动作对使用者表现它的心情或是状态。使用者可辨识这些动作，进而了解如何跟机器人互动。机器人所做的每一动作都需要某种电力来源，像是电池。但是若机器人已被程序化成总是执行相同的预定步骤，遇到任何情形皆有相同反应，则会因为无法善用机器人的省电模式而过度消耗电能。
技术实现思路
因此，本专利技术的主要目的即在于提供一控制系统，用来控制机器或机器人所执行的动作，以解决上述的现有技术问题。本专利技术揭露一控制系统，用来控制机器或机器人所执行的动作；该控制系统包含有一感应模块，用来感应机器周遭的一环境状况；一估计模块，用来根据该环境状况产生一环境估计参数；一马达，用来控制该机器的移动；一控制单元，用来根据该环境估计参数产生用以控制该机器的移动的一动作幅度；以及一马达驱动电路，用来根据该动作幅度驱动该马达移动该机器。本专利技术另揭露一控制系统，用来控制机器或机器人所执行的动作；该控制系统包含有多个光感应器，用来量测该机器人所在环境的光线；一亮度估计器，用来根据该多个光感应器所检测到的环境的光线估计一环境亮度；及一控制单元，根据该环境亮度产生一动作参数，该动作参数用于控制该机器人的行动。本专利技术另揭露一控制系统，用来控制机器或机器人所执行的动作；该控制系统包含有一图像撷取装置，用来撷取一图像；一检测单元，用来检测该图像中的一特征图像；一距离估计器，用来根据该特征图像的尺寸，估计该机器人与一对象之间的一间距；及一控制单元，用来根据该间距，产生用于控制该机器人行动的动作参数。附图说明图1是本专利技术控制系统的方块图。图2为撷取使用者的图像来估算使用者与机器人之间的距离的示意图。图3为肉眼在白天与夜晚对光线的反应示意图。附图符号说明控制系统 5使用者 8图像撷取装置 10环境光 12光感应列 14决策单元 16检测单元 18距离估计器 20亮度估计单元 22时钟 24控制单元 26显示驱动电路 28显示装置 30马达驱动电路 34马达 36机器人 50虚线 60实线 具体实施方式本专利技术提供一针对机器人或其它种类的可控制机器的节省能源方法，并利用一些准则来判断如何控制机器人的动作。除此之外，机器人也可利用其它方法来接受控制。本专利技术的方法和装置的基本原理是机器依据一特定环境状况自动调整其反应及表情。此处所指的环境状况可为环境光度，使用者的距离，环境声音高度或是任一使用者设定的情况。另外，本专利技术所实施的机器可为机器人，智能型家用电器产品，或是需依环境情况做调整的其它种类电子装置。请参考图1与图2。图1是本专利技术控制系统5的方块图。机器人50用来判断如何控制自己的第一准则即是利用估算使用者8与机器人50之间的距离。图2为撷取使用者8的图像来估算使用者8与机器人50之间的距离的示意图。图像撷取器10可为一互补式金属氧化物半导体导体(CMOS)或一电荷耦合(CCD)相机。在图像撷取过程中，图像撷取装置10被用来撷取使用者8的图像。撷取的图像将经由决策单元16传送到检测单元18，检测单元18检测是否撷取的图像中含有符合已登记使用者图像中的图像(即为特征图像)。若撷取的图像中确实含有符合已登记使用者图像中的图像，此结果会被输出至距离估计器20，而距离估计器20根据撷取图像中使用者8的面孔大小估算出使用者8与机器人50之间的距离。若撷取的图像中不含有符合已登记使用者图像中的图像，控制系统5可根据使用者的偏好设定不对撷取的图像做任何动作。如图2所示，使用者8呈现在二不同位置。使用者8的第一位置与第二位置相较下，第一位置距离机器人50较近。检测单元18测量图像撷取装置10所提供的图像中，使用者头部形状的角的坐标。举例来说，在第一位置时，左上角的坐标为(x1u，y1u)，而右下角的坐标为(x1b，y1b)。请注意在本专利技术中，并不一定要用左上角与右下角。在第二位置时，左上角的坐标为(x2u，y2u)，而右下角的坐标为(x2b，y2b)。接下来，检测单元18提供这些使用者面部的坐标给距离估计器20。在精准的计算出使用者8与机器人50之间的距离之前，距离估计器20必须要先行校正。有一方法可校正距离估计器20，此方法即是让使用者8站在图像撷取装置10中镜片的焦点距离上，便可取得当使用者面孔斜角距离的参考距离。而当距离估计器20知道参考距离时，其它距离皆可用公式(1)算出 Dnew=PreferPnewfd=(xrefer_u-xrefer_b)2+(yrefer_u-yrefer_b)2(xnew_u-xnew_b)2+(ynew_u-ynew_b)2fd---(1)]]>在公式1中，Dnew为使用者8与机器人50之间的估计距离，fd则代表了图像撷取装置10中镜片的焦点距离，Prefer是参考位置，而Pnew则是新的测量位置，(xrefer_u，yrefer_u)及(xrefer_b，yrefer_b)代表使用者在参考位置时，面部上方及下方的坐标，而(xnew_u，ynew_u)及(xnew_b，ynew_b)则是使用者在新位置时，面部上方及下方的坐标。如下所述，Dnew是用来控制机器人50的动作。机器人50用来判断如何控制自己的第二准则即是藉由光感应列14测量机器人周遭环境光12的亮度。在较佳实施例中，光感应列14包含有多个光感应器，像是一组16个光电二极管或是光敏晶体管。光感应列14经由决策单元16输出感应到的结果至亮度估计单元22，而亮度估计单元22估计环境光12的整体亮度。整体亮度的计算是将光感应列14所计算的亮度通量除以光感应列14的面积。决策单元16从图像撷取装置10与光感应列14接收到输入，并决定是否应使能此二输入中之一或两者一起使能。控制单元26从距离估计器20收到使用者8与机器人50之间的估计距离，并从亮度估计单元22收到估计的周遭环境光12的亮度。接着控制单元26便根据所接收的信息计算动作幅度，并将计算出的动作幅度藉由马达36来控制机器人50的移动。控制单元26也可计算显示单元30应射出的光线的亮度。动作幅度与使用者8及机器人50之间的估计距离成正比，也与估计的环境光12亮度成正比。这是因为当使用者8离机器人50较远时，机器人50产生较大动作，如此使用者8才能在远处清楚见到机器人50的动作。除此之外，在一实施例中，当估计的环境光12亮度偏低时，换句话说，房间十分暗时，因为使用者8无法看见，所以并不需要机器人50表现过大的动作。因此，环境光12越亮时，机器人50的动作就越大。但是，在本专利技术的另一实施例中，机器人50也可有不同于上述的设定。举例而言，设定一临限，若估计的环境光12亮度高于此临限时，则环境光12亮度越暗机器人50的动作就越大；若估计的环境光12亮度低于此临限时，则环境光12亮度越暗机器人50的动作就越小。当控制单元26在根据所得到的信息计算出动作幅度之后，将所计算的动作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来控制一机器动作的控制系统，该控制系统包含有：一感应模块，用来感应该机器周遭的一环境状况；一估计模块，用来根据该环境状况产生一环境估计参数；一马达，用来控制该机器的移动；一控制单元，用来根据该环境估计参 数产生用以控制该机器的移动的一动作幅度；以及一马达驱动电路，用来根据该动作幅度驱动该马达移动该机器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄彦儒，曾伟能，曾成得，陈宏义，
申请(专利权)人：明基电通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]