一款基于Kinect的機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　2)通訊模塊 同主機(jī)。

　　3)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊BT37970B直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，這是一款H橋有刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，適用3～24 V的大功率直流電機(jī)，DC 10～29 V輸入直流電壓。在25 V電壓下，額定持續(xù)輸出10 A電流，適用于鋰電池直接供電。供電為25 V 10 A時(shí)測得芯片工作頻率高達(dá)1 MHz，驅(qū)動(dòng)能力有了明顯的提高，響應(yīng)速度快。兩路PWM輸入，占空比可以在0～100%，是一般驅(qū)動(dòng)所達(dá)不到的。具有瞬間制動(dòng)能力以及做到全程速度精確控制。適用于鋰電池直接供電驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人或車模比賽?？刂品绞胶唵?，僅需要接3根輸入線即可控制電機(jī)制動(dòng)及正反轉(zhuǎn)，其中GND引腳與單片機(jī)的GND相連，P引腳接單片機(jī)的PWM輸出引腳，R引腳接單片機(jī)的PC0引腳，用于對電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的控制。連接圖如圖7所示。

　　4)語音模塊最大輸出功率為25W，具有30M存儲(chǔ)容量，可以通過8個(gè)按鍵觸發(fā)8段語音，也可以通過RS485/232給模塊指令觸發(fā)220段語音。

　　5)電源部分采用的是3S鋰電池，容量為1500 mAh，額定電壓11.1 V，35C超大放電能力。

　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　軟件設(shè)計(jì)采用模塊化處理方法，主機(jī)程序主要由主程序、Kinect初始化、圖像辨識(shí)、語音識(shí)別、串口通信等模塊組成，采用C#編寫，編譯環(huán)境為VS2010，使用部分環(huán)境庫函數(shù)。從機(jī)程序主要有主程序、串口通信、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、舵機(jī)驅(qū)動(dòng)、動(dòng)作函數(shù)等模塊組成。采用C語言編寫，編澤環(huán)境為Avrstudi04，使用部分環(huán)境庫函數(shù)。系統(tǒng)程序流程如圖8所示。

　　Kinect將采集到的圖像信息傳送給上位機(jī)，上位機(jī)經(jīng)過圖像處理后識(shí)別出人體動(dòng)作，并將處理后的結(jié)果輸出，如圖9所示。機(jī)器人實(shí)時(shí)模仿人體動(dòng)作測試情況如圖10所示。

　　4 結(jié)論

　　操作者可以站在離Kinect體感傳感器3 m左右的距離對機(jī)器人進(jìn)行體感操控。目前該機(jī)器人能夠?qū)崟r(shí)模仿左、右手各6個(gè)簡單的動(dòng)作：高舉、半舉、乎舉、擁抱、架起、放下。以及實(shí)時(shí)模仿單腿抬起動(dòng)作。你還可以通過雙手模擬方向盤實(shí)時(shí)控制機(jī)器車的前后左右運(yùn)動(dòng)，亦可通過語音forward、back、turn left、turn right宋控制機(jī)器人的前后左右運(yùn)動(dòng)。

　　機(jī)器人在人們?；钪谐袚?dān)著越來越重要的作用，該系統(tǒng)則提供了一種新的控制方式——體感控制，使機(jī)器人的控制更加靈活多樣，實(shí)現(xiàn)了更加自然的人機(jī)交互，具有較高的理論研究價(jià)值和先進(jìn)性。同時(shí)，通過手勢實(shí)時(shí)控制機(jī)器人的方式，能應(yīng)用于排爆、救援、醫(yī)療等諸多行業(yè)，具有廣闊的市場前景。在此基礎(chǔ)上可以根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)等需要，研發(fā)出更多種類的自動(dòng)化機(jī)器人，為創(chuàng)建自動(dòng)化機(jī)器人體系提供積極的支持和幫助。