[发明专利]移动机器人的图形化控制组态方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动机器人控制技术领域，特别是一种移动机器人的图形化控制组态方法。

背景技术

机器人技术是各国科技与经济的必争领域。尽管目前与其他领域相比，机器人技术的发展还相对不成熟，但从世界机器人的总体发展趋势来看，该行业仍是一个蕴含巨大发展潜力的产业，能够带动其他更多行业的整体发展。在未来，移动机器人、服务机器人、医疗机器人及娱乐机器人将会逐渐深入到人们的日常生活中。

移动机器人是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统。由于移动机器人的开发涉及到许多底层硬件，其编程语言又缺乏简洁性和高效性，严重地制约了机器人技术的快速发展。因此，将图形化开发的思想应用到移动机器人编程领域，能够降低编程的复杂性，提高系统的开发效率，这对机器人技术的发展具有重要的促进作用。

但是，现有技术还存在如下问题：（1）移动机器人的开发涉及许多底层硬件，其编程语言繁杂，开发难度大，效率低；（2）现有的图形化编程方法常以“黑盒”的方式呈现，机器人控制过程的中间变量状态无法预知，不利于人们对机器人的控制过程进行监控和干预；（3）现有的图形化编程方法的图形组件往往过于模块化，出现故障时难以找到具体问题产生的模块，解除故障的效率较低，不利于故障的检查与修复。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种移动机器人的图形化控制组态方法，该方法易于实现，方便监控、调试，降低了开发难度，提高了开发效率。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种移动机器人的图形化控制组态方法，在用于构建控制逻辑的组态软件中集成机器人控制元件，然后利用所述控制元件完成控制逻辑的组态，实现对机器人的动作控制；机器人控制过程的中间数据在组态软件的界面中显示，以实时监控和干预控制过程。

进一步地，对机器人的动作控制包括传感控制、通信控制和驱动控制；实现对机器人传感控制的控制元件包括红外传感器开关元件、红外数据读取元件、声纳传感器开关元件、声纳数据读取元件，用于实现机器人传感数据的读取；实现对机器人通信控制的控制元件包括机器人通信元件、机器人启动元件，用于实现通讯信号的控制；实现对机器人驱动控制的控制元件包括向前定距离运动元件、向后定距离运动元件、向左定距离运动元件、向右定距离运动元件、左右轮给速运动元件，用于实现基本指令的驱动。

进一步地，所述的移动机器人的图形化控制组态方法，包括以下步骤：

步骤1：根据机器人的动作控制特征，设计控制元件的结构；

步骤2：分析机器人的接口函数，依次实现各个控制元件的功能，并将控制元件集成到组态软件中；

步骤3：设计应用情景，以图形化的方式完成控制逻辑的组态编辑；

步骤4：将控制逻辑下载至机器人控制站中执行；控制逻辑执行时，在组态软件的界面中显示控制过程的中间数据，以实时监控和干预控制过程。

进一步地，步骤1具体包括：分析控制元件的功能，确定控制元件的输入、输出变量及其他控制参数的个数与类型，明确控制元件的输入、输出变量之间的函数关系。

进一步地，步骤2具体包括：根据已有的机器人系统提供的开发函数库，确定各控制元件对应的接口函数，并在组态软件中根据控制元件的结构和接口函数的调用方法实现各个控制元件。

进一步地，步骤3具体包括：根据机器人实际应用的需要，设计机器人的动作情景，并以图形化的方式通过控制元件的组态实现机器人的控制逻辑。

相较于现有技术，本发明的有益效果在于：

(1)  本发明采用图形化的方式进行机器人编程，降低了机器人开发的难度，提高了开发效率。

(2)  本发明采用控制组态的方式实现对机器人的控制，支持用户对机器人控制过程的中间数据进行实时监控。

(3)  本发明以组态元件作为图形化控制单元，能够更方便、灵活地对控制过程进行调试，提高故障检查和修复的效率。

附图说明

图1是本发明实施例的实现流程图。

图2是本发明实施例中左右轮给速运动元件的结构设计示意图。

图3是本发明实施例中左右轮给速运动元件的程序实现流程图。

图4是本发明实施例中机器人舞步运动的轨迹示意图。

图5是本发明实施例中机器人舞步运动的控制逻辑示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。