[发明专利]一种基于体感控制技术的轮式机器人及其操控方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动机器人技术领域，具体涉及一种基于体感控制技术的轮式机器人及其操控方法。

背景技术

体感技术在于人们可以直接地使用肢体动作，与周边的装置或环境互动，而无需使用任何复杂的控制设备，便可让人民身临其境地与内容做互动。近年来体感技术广泛应用于3D虚拟现实、空间鼠标、游戏手柄、运动监测、健康医疗照护等领域，取得了巨大的发展。

随着科学技术的不断进步，越来越多的科学技术被广泛的运用到我们的日常生活中，智能交通系统的兴起，极大地促进了轮式机器人技术水平的提高，使智能车辆作为未来交通行业的新型产业，被得以更加深入系统的研究和开发。

轮式机器人最适合在那些人类无法工作的环境中工作，它们已经在许多部门获得了广泛的应用，在某些场合中它们可以比人类工作的更好而且成本低廉。将体感技术应用于机器人的设计，改变了传统的机器人运行方式，可以大大提高机器人的运行效率和安全性。

如中国发明专利CN105643590A公开了一种手势控制的轮式移动机器人及其操作方法，手势控制的轮式移动机器人包括移动运行部分和远程控制部分；其中，移动运行部分包括一个三层的铝合金型材架构、Kinect摄像头、嵌入式无风扇工控机、无刷滞留电机控制器、锂电池、两个驱动轮和一个万向轮；无刷直流电机控制器和锂电池被置于三层的铝合金型材架构的底层，两个驱动轮分别安置在三层的铝合金型材架构的底层底盘左右两侧，万向轮安置在三层的铝合金型材架构的底层底盘后方，三个轮子安装在同一水平面并位于同一圆周上，嵌入式无风扇工控机固定在铝合金架构的中间一层，Kinect摄像头固定在三层的铝合金型材架构的最顶层；Kinect摄像头通过USB接口与嵌入式无风扇工控机相连，嵌入式无风扇工控机与无刷直流电机控制器用线路相连，无刷直流电机控制器用线路连接两个驱动轮对应的两个无刷轮毂电机；远程控制部分由一个连接了Leap Motion体感控制器放置于笔记本电脑的正前方；移动运行部分中的嵌入式无风扇工控机通过无线网卡连接到无线路由器，并将其设置为虚拟服务器，通过建立socket套接字与远程控制中的笔记本电脑实现WIFI数据通信。本发明克服了现有的轮式移动机器人技术中不能通过识别远程控制者的手势向机器人发出运动指令，远程控制者与机器人之间的人机交互手段生硬而不自然的缺陷。但是本发明通过Leap Motion体感控制器感测远程控制者手部运动，然后通过远程控制部分中的笔记本电脑向机器人发出运动指令，体感控制不够直接，设备多，信号传输复杂。另有中国发明专利CN105216887A公开了一种便携式遥控代步跟随机器人，包括车体、上盖、体感机构、分别安装在车体两侧的从动轮和带有轮毂电机主动轮；所述的体感机构包括车体上方的四个方向分别设有的一个压力传感器，固定在车体上方并与控制板和加速度传感器连接；所述的压力传感器由应变电阻粘贴在弹性支架上组成，并位于上盖和车体之间，所述的上盖、通过橡胶垫和弹簧螺栓连接在车体上方并与压力传感器相连接，所述车体的前方设有前摄像头、前灯和前超声波传感器，所述车体的后方设有后灯、后摄像头和后超声波传感器，所述左、右两个轮毂电机带有驱动轮。本发明不但可以载人代步同时兼有机器人的遥控、跟随功能，轮式的实施例适合室内和平整路面，履带式的实施例可以通过不平整的路面，带有摆臂的实施例还可以上下楼梯和跨越障碍。但本发明是通过4个压力传感器的压力数值，计算出人体的重心，重心在车体的前后左右决定着机器人的运动方向，通过前后左右压力的差值，决定机器人的方向和速度，控制者是通过脚部给予的压力控制机器人的运动，而不是手势。目前，通过手势控制机器人的运动尚未有报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于体感控制技术的轮式机器人及其操控方法，操控简单，适用范围广，反应灵敏，动作可靠，运行平稳。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种基于体感控制技术的轮式机器人，包括驱动轮、驱动轮电机和控制系统，所述控制系统包括中央处理器模块、信息检测模块、电机驱动模块和电源，其中，

所述电源为中央处理器模块、信息检测模块、电机驱动模块供电；

所述信息检测模块检测控制者的控制手势，并将控制手势转化为体感数字信号后传输给中央处理器模块；

所述中央处理器模块接收并处理体感数字信号，转化成驱动指令后传输给电机驱动模块；

所述电机驱动模块根据驱动指令控制驱动轮电机带动驱动轮运动。