一种基于体感控制的机器人对战装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于体感控制的机器人对战装置及控制方法，装置包括战车机器人、用于识别玩家动作并采集动作信息的Kinect装置以及接收Kinect装置采集的动作信息并依据该动作信息对战车机器人进行控制的控制装置；所述Kinect装置包括Kinect感应器、用于动作识别的摄像头、深度传感器以及PC端，所述Kinect感应器、摄像头以及深度传感器均与PC端连接，所述控制装置包括WIFI模块，所述Kinect装置通过WIFI模块与控制装置通信；所述控制装置设置在战车机器人内。本发明专利技术的装置，使用电脑‑人机交互模块获取玩家动作信号，对原始玩家动作进行采集和提取，从而实现对战车机器人的控制。

Robot combat device based on somatosensory control and control method

The invention discloses a somatosensory control based on robot battle device and control method, device includes a Kinect device for recognition and motion information acquisition game player action, and action information receiving chariot robot Kinect acquisition equipment and control device to control the action of robot vehicle information based on the Kinect device includes; the Kinect sensor, used for gesture recognition camera, depth sensor and PC end of the Kinect sensor, camera and a depth sensor and PC are connected, wherein the control device comprises a WIFI module, the Kinect device through the WIFI module and the communication control device; the control device is arranged in the chariot of the robot. The apparatus of the present invention, obtain the game player action signal using computer man-machine interaction module, acquisition and extraction of the original game player action, so as to realize the control of the chariot robot.

【技术实现步骤摘要】
一种基于体感控制的机器人对战装置及控制方法
本专利技术涉及人机交互自动控制的研究领域，特别涉及一种基于体感控制的机器人对战装置及控制方法。
技术介绍
目前市场上大部分的对战游戏主要软件游戏，或者是手柄遥控的对战游戏。软件游戏的操作方式主要是通过键盘和鼠标等外设进行操作；而手柄遥控则是通过遥控器。这些种类的对战游戏，玩家只是通过敲击按键进行击打，没有真实的战斗体验，且长时间游戏容易劳累身体，产生厌倦感。Kinect是一种3D体感摄影机，同时具有即使动态捕捉、影像识别、麦克风输入、语音识变等功能。微软公司推出的Kinect装置在人体跟踪以及姿态评估方面有着出色的表现，同时微软公司还推出了KinectforWindowsSDK开发工具包，配合此工具包可以利用Kinect的体感技术，获取人体深度信息，通过识别人体动作和手势，来理解操作者的意图，从而利用计算机对机器人进行有效的操作。使用Kinect设备的体感控制系统来操控机器人对战，增加了游戏操作的多样性和游戏的娱乐性，同时这种操作方式更符合未来机器人发展的趋势之一。其体现了人机交互的理念，使玩家真正体验到“战斗”的快感。该体感控制的战车机器人对战装置，允许两个玩家可以分别选择控制机器人部分、或者控制车子部分，双人配合进行对战游戏。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于体感控制的机器人对战装置及控制方法，通过Kinect装置可以实现对战车机器人的控制。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供了一种基于体感控制的机器人对战装置及控制方法，包括战车机器人，还包括用于识别玩家动作并采集动作信息的Kinect装置以及接收Kinect装置采集的动作信息并依据该动作信息对战车机器人进行控制的控制装置；所述Kinect装置包括Kinect感应器、用于动作识别的Kinect体感摄像头、深度传感器以及PC端，所述Kinect感应器、Kinect体感摄像头以及深度传感器均与PC端连接，所述控制装置包括WIFI模块，所述Kinect装置通过WIFI模块与控制装置通信；所述控制装置设置在战车机器人内。作为优选的技术方案，所述控制装置包括单片机、电源模块、通讯模块、电机驱动模块以及功能按键模块，所述电源模块、通讯模块、电机驱动模块以及功能按键模块均与单片机连接。作为优选的技术方案，所述战车机械人包括电机和舵机，所述单片机设定两个用于控制电机的I/O口，通过改变两个I/O口的高低电平以及方波占空比来控制一个电机的正转、反转以及转速；所述单片机上还设有一个用于控制舵机的I/O口，在舵机的工作周期内，通过改变该I/O口高低电平占空比来控制舵机从0°～180°的转动。作为优选的技术方案，所述电源模块采用7.4V充电电池及稳压芯片对控制装置进行供电。作为优选的技术方案，所述战车机器人上设有多个微动开关和多颗LED灯，所述多个微动开关和多颗LED灯均与控制装置连接，当微动开关被击打一次时，LED灯熄灭一颗，当LED灯全部熄灭时，则WIFI模块断开Kinect装置与控制装置的连接。本专利技术还提供了一种基于体感控制的机器人对战装置的控制方法，包括下述步骤：1)将Kinect装置与主机服务器计算机相连，使之能采集到Kinect体感前的玩家身体动作，并用Kinect装置实时采集玩家的动作信息；2)开启战车机器人的电源，使战车机器人身上的客户端单片机与主机服务器计算机PC机建立起连接；3)PC机则通过Kinect体感摄像头读取到的玩家各关节的位置信息进行分析处理，获得有效的关节角度或者姿势意图，解析动作信息，读取控制战车机器人所需的控制信息；4)PC机通过无线WIFI模块与客户端单片机建立的连接，发送控制信息给单片机；5)单片机接收PC机实时采集到控制信息，通过特定的算法对控制信息进行解析，之后单片机根据得到的信息驱动电机驱动电路以及舵机驱动电路，通过改变电机驱动输入的PWM波占空比改变电机的转速，通过改变舵机输入的PWM波占空比改变舵机的转动角度，实现对战车机器人的操控。作为优选的技术方案，步骤3)具体为：Kinect装置开始识别并捕捉Kinect体感摄像头前方1～3米范围内的玩家骨骼，并采集玩家身体动作，Kinect装置可以映射出Kinect体感摄像头范围内的3D情景图，并给出三维空间坐标；Kinect装置通过空间定位获得玩家有效的关节角度或者识别姿势意图，解析动作信息，读取控制战车机器人所需的控制信息；其中读取的信息包括：控制机器人的玩家的双手共六个关节的角度、腰部转动方向以及上半身倾斜角度；控制小车的玩家的双手的相对位置，具体为双手手掌之间的连线与水平线之间的角度；前者采集到的信息控制机器人的动作，后者采集到的信息则控制小车的前进、后退、转弯以及车速。作为优选的技术方案，步骤4)具体为：当单片机在完成初始化并通过WIFI模块建立单片机与PC机的连接后，此时单片机则处于等待接收PC机的控制数据的状态；当数据通过WIFI模块发送给单片机，单片机将接收到的信息进行解析，提取出所需要的舵机与电机的控制信息，具体包括9个舵机的角度控制信息和2个电机的控制信息；单片机通过改变输出口的PWM占空比，来改变每个舵机转动的角度，通过舵机不同角度的不同组合，呈现出战车机器人不同的动作，所以只要给每个舵机输入特定的角度，就能让机器人做出预期动作；单片机不停更新Kinect装置所采集到的玩家动作信息，在更新延迟不大的情况下，就能达到战车机器人动作和玩家同步的效果；同时通过电机驱动模块，控制改变电机的转速以及转向，当两个驱动轮的转速存在转速差时，就能使小车实现转弯功能，转速差越大，转弯幅度越大，改变电机转向，就能实现前进后退功能。9、根据权利要求6所述基于体感控制的机器人对战装置的控制方法，其特征在于，在战车机器人上安装了5盏LED灯作为战车机器人的生命条，当装置进入正常工作状态时，微动开关处于可感应状态，同时5颗LED灯全亮，当其中任一个微动开关感应到触碰时，就会熄灭一颗LED灯，当5颗led灯全灭时，客户端单片机就会断开与服务器计算机的连接，数据无法传输，玩家也就无法操作战车机器人。10、根据权利要求6所述基于体感控制的机器人对战装置的控制方法，其特征在于，所述战车机器人装置是采用7.4V充电电池及稳压芯片对各模块及元器件进行供电。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：1、本专利技术Kinect装置通过WIFI模块实现与控制装置的连接，当Kinect装置将采集到玩家的动作进行解析，得到所需的动作关节信息后，再通过无线通讯模块将信号发至控制装置中的单片机；单片机根据接收自通讯模块的信号，并进行数据处理后，控制舵机和电机的转动以控制战车机器人的动作。2、本专利技术使用电脑-人机交互模块获取玩家动作信号，对原始玩家动作进行采集和信息提取后，从而实现对战车机器人的控制。3、本专利技术Kinect的体感控制改变乐以往游戏的单一操作，使人机交互的理念更加彻底地展现出来，使玩家真正投入到“战斗”之中。两个玩家可以分别选择控制机器人部分、或者控制车子部分，双人配合进行对战游戏。控制机器人的玩家可以做出上半身动作，使机器人模仿；控制车子部分的玩家可以通过模拟开车姿势来控制车的前进、后退以及转本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于体感控制的机器人对战装置及控制方法，包括战车机器人，其特征在于，还包括用于识别玩家动作并采集动作信息的Kinect装置以及接收Kinect装置采集的动作信息并依据该动作信息对战车机器人进行控制的控制装置；所述Kinect装置包括Kinect感应器、用于动作识别的Kinect体感摄像头、深度传感器以及PC端，所述Kinect感应器、Kinect体感摄像头以及深度传感器均与PC端连接，所述控制装置包括WIFI模块，所述Kinect装置通过WIFI模块与控制装置通信；所述控制装置设置在战车机器人内。

【技术特征摘要】
1.一种基于体感控制的机器人对战装置及控制方法，包括战车机器人，其特征在于，还包括用于识别玩家动作并采集动作信息的Kinect装置以及接收Kinect装置采集的动作信息并依据该动作信息对战车机器人进行控制的控制装置；所述Kinect装置包括Kinect感应器、用于动作识别的Kinect体感摄像头、深度传感器以及PC端，所述Kinect感应器、Kinect体感摄像头以及深度传感器均与PC端连接，所述控制装置包括WIFI模块，所述Kinect装置通过WIFI模块与控制装置通信；所述控制装置设置在战车机器人内。2.根据权利要求1所述基于体感控制的机器人对战装置，其特征在于，所述控制装置包括单片机、电源模块、通讯模块、电机驱动模块以及功能按键模块，所述电源模块、通讯模块、电机驱动模块以及功能按键模块均与单片机连接。3.根据权利要求2所述基于体感控制的机器人对战装置，其特征在于，所述战车机械人包括电机和舵机，所述单片机设定两个用于控制电机的I/O口，通过改变两个I/O口的高低电平以及方波占空比来控制一个电机的正转、反转以及转速；所述单片机上还设有一个用于控制舵机的I/O口，在舵机的工作周期内，通过改变该I/O口高低电平占空比来控制舵机从0°～180°的转动。4.根据权利要求2所述基于体感控制的机器人对战装置，其特征在于，所述电源模块采用7.4V充电电池及稳压芯片对控制装置进行供电。5.根据权利要求1所述基于体感控制的机器人对战装置，其特征在于，所述战车机器人上设有多个微动开关和多颗LED灯，所述多个微动开关和多颗LED灯均与控制装置连接，当微动开关被击打一次时，LED灯熄灭一颗，当LED灯全部熄灭时，则WIFI模块断开Kinect装置与控制装置的连接。6.根据权利要求1-5中任一项基于体感控制的机器人对战装置的控制方法，其特征在于，包括下述步骤：1)将Kinect装置与主机服务器计算机相连，使之能采集到Kinect体感前的玩家身体动作，并用Kinect装置实时采集玩家的动作信息；2)开启战车机器人的电源，使战车机器人身上的客户端单片机与主机服务器计算机PC机建立起连接；3)PC机则通过Kinect体感摄像头读取到的玩家各关节的位置信息进行分析处理，获得有效的关节角度或者姿势意图，解析动作信息，读取控制战车机器人所需的控制信息；4)PC机通过无线WIFI模块与客户端单片机建立的连接，发送控制信息给单片机；5)单片机接收PC机实时采集到控制信息，通过特定的算法对控制信息进行解析，之后单片机根据得到的信息驱动电机驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩晓英，黄文恺，刘杰豪，罗嘉宝，陈林涛，莫会力，苏允汇，叶紫晴，黄朝裕，温皓涌，徐家俊，朱静，吴羽，伍冯洁，温泉河，姚佳岷，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：广东,44