本發(fā)明涉及室內(nèi)機(jī)器人控制領(lǐng)域，具體涉及一種室內(nèi)機(jī)器人vr應(yīng)用的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

目前室內(nèi)機(jī)器人采用固定攝像頭的方案，攝像頭只能依靠機(jī)器人本體的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)不同角度的拍攝功能，不能隨用戶頭部轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，沒有良好的用戶體驗(yàn)。

目前室內(nèi)機(jī)器人不能通過(guò)手機(jī)app直接對(duì)機(jī)器人語(yǔ)音指令控制，而是通過(guò)機(jī)器人本體上的語(yǔ)音模塊識(shí)別用戶語(yǔ)音指令，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人較遠(yuǎn)距離的語(yǔ)音控制，識(shí)別率也受到用戶與機(jī)器人距離限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種通過(guò)手機(jī)app實(shí)現(xiàn)室內(nèi)機(jī)器人vr應(yīng)用的系統(tǒng)及方法，以達(dá)到機(jī)器人攝像頭隨著用戶頭部轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)和語(yǔ)音遠(yuǎn)距離控制機(jī)器人的目的。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種室內(nèi)機(jī)器人vr應(yīng)用的系統(tǒng)，包含有：機(jī)器人控制上位機(jī)、vr眼鏡設(shè)備和機(jī)器人本體，各模塊間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接，

所述機(jī)器人控制上位機(jī)，用于接收用戶語(yǔ)音指令及輸入指令(打字控制)，并對(duì)指令進(jìn)行處理，

所述vr眼鏡設(shè)備，用于顯示機(jī)器人攝像頭視角，

所述機(jī)器人本體包括：電源模塊、通信模塊、控制模塊、傳感器模塊、語(yǔ)音處理模塊和運(yùn)動(dòng)模塊，所述電源模塊，用于提供各模塊所需的電源電壓，所述通信模塊，用于上位機(jī)與下位機(jī)的通信，所述控制模塊，用于處理用戶指令，控制機(jī)器人行為，所述傳感器模塊，用于接受信號(hào)和發(fā)射信號(hào)，所述語(yǔ)音處理模塊用于接收控制器的指令信息，解析命令，所述運(yùn)動(dòng)模塊，用于接收控制器的運(yùn)動(dòng)指令。

作為優(yōu)選的，所述通信模塊采用js9331為核心板模塊和基于atherosar9331soc方案的wifi模塊；

所述控制模塊設(shè)置有arm-smart210控制開發(fā)板，所述arm-smart210控制開發(fā)板上設(shè)置有如下組件：三星s5pv210處理器、flash存儲(chǔ)器、復(fù)位電路、io口和串口，所述s5pv210處理器，用于接收通信模塊發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)并處理；所述flash存儲(chǔ)器，用于儲(chǔ)存用戶初始化程序和應(yīng)用程序；所述復(fù)位電路，用于整個(gè)開發(fā)板系統(tǒng)的復(fù)位；所述io口，用于控制器將陀螺儀指令和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模塊指令發(fā)送給各個(gè)執(zhí)行模塊；串口用于控制器將控制紅外模塊指令，控制語(yǔ)音模塊指令發(fā)送給各個(gè)執(zhí)行模塊；

所述傳感器模塊包括：雙云臺(tái)攝像頭和紅外傳感器，所述雙云臺(tái)攝像頭，用于顯示用戶頭部轉(zhuǎn)動(dòng)、俯仰動(dòng)作同步的機(jī)器人視角信息，所述紅外傳感器，用于對(duì)家電的控制；

所述語(yǔ)音處理模塊采用訊飛xfs5152語(yǔ)音合成模塊，通過(guò)串口接收控制器的信息，并解析命令；

所述運(yùn)動(dòng)模塊采用l298n電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)io接收控制器的運(yùn)動(dòng)指令，驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制機(jī)器人移動(dòng)。

一種室內(nèi)機(jī)器人vr應(yīng)用的方法，其特征在于，其方法步驟如下：

(1).手機(jī)安裝該機(jī)器人適用的app；

(2).用戶佩戴裝有手機(jī)的vr設(shè)備；

(3).用戶頭部轉(zhuǎn)動(dòng)和/或發(fā)出語(yǔ)音；

(4).手機(jī)陀螺儀獲取用戶頭部轉(zhuǎn)動(dòng)、俯仰角度信息和/或手機(jī)獲取語(yǔ)音信息，并進(jìn)行處理；

(5).處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)wifi發(fā)送至機(jī)器人本體；

(6).機(jī)器人本體接收數(shù)據(jù)并處理；

(7).機(jī)器人將攝像頭采集的畫面返回至手機(jī)app和/或執(zhí)行相關(guān)動(dòng)作。

作為優(yōu)選的，步驟(1)所述手機(jī)app對(duì)語(yǔ)音指令進(jìn)行分類，具體分為：控制運(yùn)動(dòng)指令、控制語(yǔ)音模塊指令和控制紅外模塊指令，所述手機(jī)app的功能包括獲取用戶頭部轉(zhuǎn)動(dòng)、俯仰角度信息和語(yǔ)音信息并通過(guò)手機(jī)處理，顯示機(jī)器人攝像頭采集的圖像信息。

作為優(yōu)選的，步驟(2)所述vr設(shè)備裝有手機(jī)陀螺儀傳感器，將手機(jī)屏幕畫面呈現(xiàn)給用戶。

作為優(yōu)選的，步驟(6)所述機(jī)器人接收到處理后的轉(zhuǎn)動(dòng)角度信息，云臺(tái)舵機(jī)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)，顯示機(jī)器人視角信息。

作為優(yōu)選的，步驟(6)所述機(jī)器人接收到處理后的語(yǔ)音信息，進(jìn)行分析，將分析結(jié)果發(fā)送至運(yùn)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制機(jī)器人移動(dòng)。

作為優(yōu)選的，步驟(6)所述機(jī)器人接收到處理后的語(yǔ)音信息，進(jìn)行分析，將分析結(jié)果發(fā)送至語(yǔ)音模塊，機(jī)器人通過(guò)喇叭發(fā)聲。

作為優(yōu)選的，步驟(6)所述機(jī)器人接收到處理后的語(yǔ)音信息，進(jìn)行分析，將分析結(jié)果發(fā)送至紅外傳感器，紅外傳感器接收并解析命令，對(duì)家電進(jìn)行控制。

作為優(yōu)選的，步驟(7)所述攝像頭隨著云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，圖像信息通過(guò)usb接口發(fā)送給通信模塊,通信模塊將給攝像頭一個(gè)ip地址,上位機(jī)手機(jī)訪問通信模塊中的攝像頭ip地址，獲取攝像頭圖像數(shù)據(jù)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例公開的系統(tǒng)整體構(gòu)成示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例公開的機(jī)器人本體構(gòu)成示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例公開的陀螺儀和雙云臺(tái)攝像頭配合工作流程圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例公開的用戶語(yǔ)音控制流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

本發(fā)明提供了一種室內(nèi)機(jī)器人vr應(yīng)用的系統(tǒng)及方法，其工作原理是通過(guò)手機(jī)陀螺儀獲取用戶頭部轉(zhuǎn)動(dòng)，俯仰角度信息，通過(guò)一系列模塊控制雙云臺(tái)攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)采集圖像信息，通過(guò)手機(jī)app處理用戶語(yǔ)音，達(dá)到機(jī)器人攝像頭隨用戶頭部轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)和室內(nèi)遠(yuǎn)距離控制機(jī)器人執(zhí)行指令的目的。

如圖1和圖2所示，室內(nèi)機(jī)器人vr應(yīng)用的系統(tǒng)，包含有：機(jī)器人控制上位機(jī)、vr眼鏡設(shè)備和機(jī)器人本體，各模塊間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接，

機(jī)器人控制上位機(jī)，用于接收用戶語(yǔ)音指令及輸入指令(打字控制)，并對(duì)指令進(jìn)行處理，

vr眼鏡設(shè)備，用于顯示機(jī)器人攝像頭視角，

機(jī)器人本體包括：電源模塊1、通信模塊2、控制模塊3、傳感器模塊4、語(yǔ)音處理模塊5和運(yùn)動(dòng)模塊6，所述電源模塊1，用于提供各模塊所需的電源電壓，所述通信模塊2，用于上位機(jī)與下位機(jī)的通信，所述控制模塊3，用于處理用戶指令，控制機(jī)器人行為，所述傳感器模塊4，用于接受信號(hào)和發(fā)射信號(hào)，所述語(yǔ)音處理模塊5，用于接收控制器的指令信息，解析命令，所述運(yùn)動(dòng)模塊6，用于接收控制器的運(yùn)動(dòng)指令。

通信模塊1采用js9331為核心板模塊和基于atherosar9331soc方案的wifi模塊；

控制模塊2設(shè)置有arm-smart210控制開發(fā)板，所述arm-smart210控制開發(fā)板上設(shè)置有如下組件：三星s5pv210處理器、flash存儲(chǔ)器、復(fù)位電路、io口和串口，所述s5pv210處理器，用于接收通信模塊發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)并處理；所述flash存儲(chǔ)器，用于儲(chǔ)存用戶初始化程序和應(yīng)用程序；所述復(fù)位電路，用于整個(gè)開發(fā)板系統(tǒng)的復(fù)位；所述io口，用于控制器將陀螺儀指令和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模塊指令發(fā)送個(gè)各個(gè)執(zhí)行模塊；串口用于控制器將控制紅外模塊指令，控制語(yǔ)音模塊指令發(fā)送給各個(gè)執(zhí)行模塊；

傳感器模塊4包括：雙云臺(tái)攝像頭7和紅外傳感器8，所述雙云臺(tái)攝像頭7，用于顯示用戶頭部轉(zhuǎn)動(dòng)、俯仰動(dòng)作同步的機(jī)器人視角信息，所述紅外傳感器8，用于對(duì)家電的控制；

語(yǔ)音處理模塊5采用訊飛xfs5152語(yǔ)音合成模塊，通過(guò)串口接收控制器的信息，并解析命令；

運(yùn)動(dòng)模塊6采用l298n電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)io接收控制器的運(yùn)動(dòng)指令，驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制機(jī)器人移動(dòng)。

如圖2所示，用戶通過(guò)vr眼鏡看到機(jī)器人攝像頭所呈現(xiàn)畫面步驟如下:

步驟s101，用戶佩戴裝有手機(jī)app的vr設(shè)備并進(jìn)行頭部轉(zhuǎn)動(dòng)；

步驟s102，手機(jī)陀螺儀獲取用戶頭部轉(zhuǎn)動(dòng)、俯仰角度信息，由手機(jī)對(duì)角度信息進(jìn)行處理，通過(guò)wifi將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給機(jī)器人本體的通信模塊；

步驟s103，通信模塊接收到手機(jī)發(fā)送來(lái)的陀螺儀數(shù)據(jù)指令，解析并處理，通信模塊將解析后的數(shù)據(jù)通過(guò)串口發(fā)送到控制模塊的arm-smart210控制開發(fā)板；

步驟s104，arm-smart210控制開發(fā)板接收信模塊發(fā)送來(lái)的陀螺儀數(shù)據(jù)，并進(jìn)行處理解析，arm-smart210控制開發(fā)板將處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)io口發(fā)送給云臺(tái)舵機(jī)；

步驟s105，云臺(tái)舵機(jī)接收機(jī)器人arm-smart210控制開發(fā)板發(fā)送來(lái)的指令，使云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)；

步驟s106，攝像頭隨著云臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)，圖像信息通過(guò)usb接口發(fā)送給通信模塊；

步驟s107，通信模塊將給攝像頭一個(gè)ip地址；

步驟s108，上位機(jī)手機(jī)通過(guò)wifi訪問通信模塊中的攝像頭ip地址，獲取攝像頭圖像數(shù)據(jù)顯示到上位機(jī)手機(jī)屏幕上。

如圖3所示，用戶通過(guò)語(yǔ)音控制機(jī)器人完成相關(guān)動(dòng)作的步驟如下：

步驟s201，用戶發(fā)出語(yǔ)音指令，語(yǔ)音指令以聲波的形式傳輸?shù)绞謾C(jī)；

步驟s201，手機(jī)對(duì)用戶發(fā)出的語(yǔ)音指令接收并處理，手機(jī)將處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)wifi發(fā)送到機(jī)器人上的通信模塊；

步驟s203，通信模塊接收到手機(jī)發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)指令，解析并處理，通信模塊將解析后的數(shù)據(jù)通過(guò)串口發(fā)送到控制模塊的arm-smart210控制開發(fā)板；

步驟s204，arm-smart210控制開發(fā)板接收通信模塊發(fā)送來(lái)的語(yǔ)音數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、解析，并通過(guò)接口將各指令發(fā)送到對(duì)應(yīng)模塊；

步驟s205，運(yùn)動(dòng)模塊通過(guò)io接收控制模塊發(fā)送來(lái)的運(yùn)動(dòng)指令，運(yùn)動(dòng)模塊根據(jù)指令驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制機(jī)器人完成相應(yīng)運(yùn)動(dòng)；

步驟s206，語(yǔ)音處理模塊通過(guò)串口接收控制模塊發(fā)送的控制語(yǔ)音模塊指令，并解析命令，通過(guò)機(jī)器人上的喇叭進(jìn)行發(fā)聲；

步驟s207，紅外集成模塊通過(guò)串口接收控制模塊發(fā)送的控制紅外模塊指令，并解析命令，從而達(dá)到對(duì)家電的有效控制。

以上所述的僅是本發(fā)明所公開的一種用手機(jī)app實(shí)現(xiàn)室內(nèi)機(jī)器人vr應(yīng)用的系統(tǒng)及方法的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明不局限于手機(jī)app，移動(dòng)終端和pc電腦同樣適用，還應(yīng)當(dāng)指出對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。