本发明专利技术涉及一种基于预设运动路径的移动机器人及其控制方法。移动机器人由轮式移动装置和遥控器组成，轮式移动装置和遥控器通过短距离无线通信方式相连。轮式移动装置由微处理器A、电机驱动电路、电子指南针、无线收发器A、存储器和超声避障传感器组成，遥控器由微处理器B、无线收发器B、键盘和LCD显示屏组成，移动机器人有记录模式和移动模式两种，记录模式下由用户可利用遥控器控制移动机器人的左转等动作完成移动机器人的运动路径；移动模式下用户通过遥控器一次性发送控制命令控制移动机器人的移动。本发明专利技术无需布线、灵活性好、操作简单、环境自适应能力强，能对家居等环境的全方位移动，同时支持设置在不同位置点的不同停留时间。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种机器人领域，具体说是。
技术介绍
近来几年，机器人的数量以惊人的速度逐年递增，据World Robotics公司近期发布的数据推测，全球机器人总数已至少达到860万。所有860万个机器人中包括130万个工业机器人和730万个服务机器人。其中，服务机器人增长速度非常迅速，目前数量已达到2006年时的2倍。并且，这一增长数量能够继续保持，机器人的总数量将会在2012年达到1300万。这些机器人主要从事服务，维护、保养、修理、运输、清洗、监护等工作，其共同特点是需要在特定的工作环境中移动，目前有很多关于机器人移动的解决方案，如申请号为201010577112.5的专利申请的基于手绘地图和路径的移动机器人视觉导航方法，根据较小偏差的原则提取运行路径中的关键引导点，将原始路径分成多段，然后，在各段运行过程中，对预先绘制环境地图中对应的参考图像以及机器人摄像头实时采集到的信息进行匹配，估计当前视野中最可能存在的图像，并利用SURF算法检测图像的特征，依靠KD-TREE方法快速求得匹配点，采用RANSAC算法求解参考图像与实时图像的投影变换矩阵，进而得到参考图像在实时图像中的位置，并融合里程计数据，得到机器人的参考位置。再后，根据获得的机器人参考位置，计算下一段的运行方向，直至运动到最后一个参考点。该机器人不需要精确的环境地图及精确运行路径就能运行到指定区域，并能避开动态障碍物，但需要配备摄像头和手绘地图，实现成本较高；申请号为201110101450.6的专利申请的移动机器人的自适应路径控制方法，在移动机器人的工作区域内放置至少两个按顺序编号的路标定位器，移动机器人按编号顺序依次搜寻各路标定位器发出的远距离信号并在搜寻到该信号后向其运动，移动以时间或距离作为参考设置参考点，能在一定程度上实现路径的自适应能力，但需要部署多个路标定位器，系统结构较为复杂；申请号为201210183239.8的专利申请的引入偏微分方程求解移动机器人路径规划的方法，根据路径规划问题用建模偏微分方程模型，包括用二维空间的辐射热传导方程建模、设置移动机器人路径规划模型的障碍物边界条件、采用自适应网格求解路径规划模型、初始化移动机器人可通行区域为拟正则三角剖分网格、判断网格精度是否正常、求三角形中心解梯度、比较三角形中心解的梯度与预置能量最小值、细化网格和规划路径等步骤，存在算法复杂，运行效率低等问题。
技术实现思路
本专利技术提供了，可克服目前移动机器人运动路径规划中存在的成本高、算法复杂，运行效率低等问题，采用以电子指南针的方位角度信息作为记录信息，与移动时间和移动路程无关，克服了由于障碍物引起时间延迟导致路径偏离的问题。具有功能强大、性能稳定、可扩展性强等优点。为实现本专利技术的目标所采用的技术方案是:移动机器人由轮式移动装置和遥控器组成，轮式移动装置和遥控器通过短距离无线通信方式相连；其中，轮式移动装置由微处理器A、电机驱动电路、电子指南针、无线收发器A、存储器和超声避障传感器组成，微处理器A分别与电机驱动电路、电子指南针、无线收发器A、存储器和超声避障传感器相连；遥控器由微处理器B、无线收发器B、键盘和IXD显示屏组成，微处理器B分别与无线收发器B、键盘和IXD显示屏相连，移动机器人有记录模式和移动模式两种工作模式，在记录模式下，由用户根据特定工作环境利用遥控器控制移动机器人的左转、右转、直行、后退等动作完成移动机器人的运动路径，并存储路径状态信息；在移动模式下，用户通过遥控器一次性发送控制命令控制移动机器人的移动。所述的移动机器人的运动路径由一系列一定时间间隔记录的路径状态信息组成。所述的路径状态信息对应当前记录时刻的电子指南针输出的方位角度信息。所述的移动机器人通过对路径记录的状态信息反转放置并读取，实现沿预设路径反向返回。所述的在移动模式下，用户根据需要选择指定路径的往返次数以及不同路径的组合控制移动机器人的移动。本专利技术的有益效果是:无需布线、灵活性好、操作简单、环境自适应能力强，能实现移动机器人在家居等运行环境的全方位移动，同时支持在不同位置点设置不同停留时间，符合实际机器人用作监控采集的要求。成果可用于各种类型的室内环境，特别是应用在智能家居环境中，如加以简单改进，也可用于室外环境。附图说明图1是本专利技术的系统结构图。图2是本专利技术的系统的工作流程图。图3是本专利技术的系统在移动模式下的实施例示意图。具体实施例方式下面结合附图详细描述本专利技术的具体实施方式。图1中，101为轮式移动装置的微处理器A ; 102为电机驱动电路；103为电子指南针；104为轮式移动装置的无线收发器A ; 105为存储器；106为超声避障传感器；107为遥控器的微处理器B ; 108为遥控器的无线收发器B ; 109为键盘；110为IXD显示屏。微处理器A(IOl)分别与电机驱动电路(102)、电子指南针(103)、无线收发器A(104)、存储器(105)和超声避障传感器(106)相连。微处理器B (107)分别与无线收发器B (108)、键盘(109)和IXD显示屏(110)相连。无线收发器A(104)和无线收发器B(IOS)通过短距离无线通信方式相连。对图2中系统的工作流程说明如下:步骤201:系统上电后，对系统的I/O 口、存储空间、定时器等进行初始化设置。步骤202:判断是否收到路径记录开始命令，如果是，则进入步骤203 ;如果否，则进入步骤212。步骤203:记录模式指示灯亮，用于指示该模式正在进行。步骤204:为路径记录分配存储空间。步骤205:读取起始位置电子指南针方向信息并存储，存储记录格式为〈路径编号、状态编号、方位角度信息〉。步骤206:判断是否收到路径记录结束命令，如果是，则进入步骤207 ;如果否，则进入步骤208。步骤207:记录模式指示灯灭,用于指示已退出记录模式。步骤208:开启定时器，设置I秒定时时间作为路径状态信息的记录间隔。步骤209:读取并分析用户的操作命令，控制机器人的左转、右转、直行、后退等动作。步骤210:判断I秒定时时间到否，如果是，则进入步骤211 ;如果否，则继续执行步骤210，使系统处于等待状态。步骤211:读取当前位置电子指南针方向信息并存储，以链表的存储结构存储当前路径状态信息，存储结束后进入步骤206。步骤212:判断是否收到移动开始命令，如果是，则进入步骤213 ;如果否，则进入步骤202。步骤213:移动模式指示灯亮，用于指示该模式正在进行。步骤214:进行移动开始命令的分析，得出指定路径的往返次数以及不同路径的组合情况(具体见图3的移动模式下的实施例说明)。步骤215:根据步骤214的分析结果，从存储器中读取对应路径记录到随机存储器RAM0步骤216:依次从RAM中读取每条路径记录的每个路径状态信息。步骤217:驱动电机动作，用路径状态信息控制机器人移动。步骤218:考虑到移动模式下机器人的移动路径可能由于临时障碍物的存在而与预设路径不一致导致任务失败，加入障碍物检测用于解决这一问题。判断是否检测到障碍物，如果是，则进入步骤219 ;如果否，则进入步骤220。步骤219:避开障碍物。步骤220:机器人继续移动 步骤221:延时。延时时间的设置由实际运行环境的情况而定。例如，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于预设运动路径的移动机器人及其控制方法，其特征在于：移动机器人由轮式移动装置和遥控器组成，轮式移动装置和遥控器通过短距离无线通信方式相连；其中，轮式移动装置由微处理器A、电机驱动电路、电子指南针、无线收发器A、存储器和超声避障传感器组成，微处理器A分别与电机驱动电路、电子指南针、无线收发器A、存储器和超声避障传感器相连；遥控器由微处理器B、无线收发器B、键盘和LCD显示屏组成，微处理器B分别与无线收发器B、键盘和LCD显示屏相连，移动机器人记录有模式和移动模式两种工作模式，在记录模式下，由用户根据特定工作环境利用遥控器控制移动机器人的左转、右转、直行、后退等动作完成移动机器人的运动路径，并存储路径状态信息；在移动模式下，用户通过遥控器一次性发送控制命令控制移动机器人的移动。
【技术特征摘要】
1.一种基于预设运动路径的移动机器人及其控制方法，其特征在于:移动机器人由轮式移动装置和遥控器组成，轮式移动装置和遥控器通过短距离无线通信方式相连；其中，轮式移动装置由微处理器A、电机驱动电路、电子指南针、无线收发器A、存储器和超声避障传感器组成，微处理器A分别与电机驱动电路、电子指南针、无线收发器A、存储器和超声避障传感器相连；遥控器由微处理器B、无线收发器B、键盘和IXD显示屏组成，微处理器B分别与无线收发器B、键盘和LCD显示屏相连，移动机器人记录有模式和移动模式两种工作模式，在记录模式下，由用户根据特定工作环境利用遥控器控制移动机器人的左转、右转、直行、后退...
【专利技术属性】
技术研发人员：施文灶，王平，黄晞，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：
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