[发明专利]一种乒乓球机器人总线控制系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种乒乓球机器人总线控制系统，本发明还涉及一种乒乓球机器人总线控制方法，属于机器人领域。

背景技术

乒乓球机器人是一个典型的智能实时系统，它涵盖机器人研究领域智能控制、高速视觉伺服、人机交互以及机器学习等一系列核心技术，研究乒乓球机器人，可以有效地推动机器人技术发展，具有较高科研价值。乒乓球机器人主要应用于教育、娱乐等业务场合，基本的乒乓球机器人主要包括视觉系统、控制系统和机器人本体组成，然而目前的乒乓球机器人面临着机械臂重量大、击球精度低、反应时间长、击球覆盖范围小的弊端，所以目前的乒乓球机器人的实用性并不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种乒乓球机器人总线控制系统及控制方法，以提供一种使得乒乓球机器人的击球精度高的乒乓球机器人总线控制系统及控制方法。

本发明采用了如下技术方案：

本发明提供一种乒乓球机器人总线控制系统，其特征在于，包括：视觉相机，拍摄乒乓球运动参数，并将乒乓球运动参数传送给视觉上位机；视觉上位机，接收乒乓球运动参数，并预测乒乓球的运动轨迹以及落点位置，换算出乒乓球机器人接打乒乓球时的位置坐标、接打乒乓球的矢量速度以及乒乓球的飞行时间等击球策略参数；核心控制器：获取上位机处理后的击球策略参数，经过轨迹规划及换算下发至乒乓球机器人的各个关节，控制乒乓球机器人完成击球动作。

进一步，本发明的乒乓球机器人总线控制系统，还可以具有这样的特征：对击球策略参数进行统一处理，换算至各个关节角的角度值，得到规定时间内各个关节的运动轨迹，最后通过总线将各个关节角发送至各个关节，使各个关节在规定时间内以规定速度运动到指定位置，对乒乓球进行击打。

进一步，本发明的乒乓球机器人总线控制系统，还可以具有这样的特征：其中，所述视觉相机有两个，构成双目视觉系统。

进一步，本发明的乒乓球机器人总线控制系统，还可以具有这样的特征，还包括：232通讯模块，视觉上位机通过232通讯模块将击球策略参数上传到核心控制器。

进一步，本发明的乒乓球机器人总线控制系统，还可以具有这样的特征，还包括：485总线模块，接收来自核心控制器的指令，对各个关节的舵机进行控制，分配不同的ID地址对各个舵机进行统一控制。

进一步，本发明的乒乓球机器人总线控制系统，还可以具有这样的特征，还包括：CAN总线模块，接收来自核心控制器的指令，CAN总线模块针对两个电机的控制，包括X轴电机和第一关节电机。

本发明还一种乒乓球机器人总线控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，当乒乓球进入视觉相机视野中，视觉相机进行拍摄，得到乒乓球运动参数；

步骤二，视觉上位机对所述乒乓球运动参数进行处理，预测乒乓球的运动轨迹以及落点位置，换算出乒乓球机器人接打乒乓球时的击球策略参数，包括：位置坐标、接打乒乓球的矢量速度以及乒乓球的飞行时间；

步骤三，核心控制器根据击球策略参数，换算至各个关节角的角度值，得到规定时间内各个关节的运动轨迹，通过总线将各个关节角发送至各个关节，使各个关节在规定时间内以规定速度运动到指定位置，击打乒乓球。

进一步，本发明的乒乓球机器人总线控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：击球后各个关节将按照预定轨迹返回至之前指定位置，等待视觉上位机发送第二次击球指令。

进一步，本发明的乒乓球机器人总线控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：核心控制器以10ms为控制周期。

进一步，本发明的乒乓球机器人总线控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：在步骤一之前，还包括系统初始化的步骤：核心处理器与视觉上位机通讯线路检测，随后对系统中初始化参数进行标定；对各个电机和舵机进行初始化，配置运动模式以及设置合理参数。

发明的有益效果

本发明的机器人总线控制系统及控制方法，采用视觉上位机和核心控制器控制机器人本体击球，具有可操作性。并且击球精度高、反应时间快、击球范围大。

另外，采用485总线的控制模式，可以保证各个舵机同步运动，准确完成击球动作。

附图说明

图1是乒乓球机器人的结构示意图；

图2是乒乓球机器人总线控制系统的框图；

图3是乒乓球机器人总线控制方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图来说明本发明的具体实施方式。