[实用新型]一种面部表情机器人多核控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人应用领域，特别是涉及一种用于面部表情机器人驱动控制的多核控制系统。

背景技术

第一代工业机器人没有感情表达，缺乏机器视觉、机器听觉等高级智能，工作完成与否、完成的质量无法感知，难以和操作人员进行人机交互。面部表情机器人通过合理设计具有拟人的外形，能实现和真人相同的表情和肢体动作，近年来取得巨大发展。

国内面部表情机器人受技术限制，在表情实现上比较僵硬，实际应用较少，代表成果有哈尔滨工业大学的孙中山机器人、上海大学的SHFR_1、西安超人公司的李咏2等。国外面部表情机器人受材料和驱动器影响，目前的研究也遇到瓶颈，代表成果有美国麻省理工学院(MIT)人工智能实验室的Kismet、日本的早稻田大学的WE-4R。

现阶段的已有的面部表情机器人由于无法实现上位机对底层驱动的同步实时控制，机器人的表情运动难以协同工作，缺乏一种能实现面部表情机器人的多驱动器同步实时控制系统。

现有面部表情机器人控制系统主要存在以下缺点：单块处理器控制，处理器无法同时完成多个驱动器的同步控制，通过上位机对驱动器进行实时控制的实现方式和流程比较复杂，实现效果不佳，加大了面部表情机器人的开发成本。

实用新型内容

针对以上不足，本实用新型提出一种面部表情机器人多核控制系统，以解决现有面部表情机器人由于无法实现上位机对底层驱动的同步实时控制，机器人的表情运动难以协同工作的问题。该系统由多块核处理器构成，稳定实现对多驱动器控制，通过异步串口通信实现上位机对嵌入式控制系统实时控制，工作环境简易，降低了面部表情机器人的开发成本。

本实用新型的技术方案为：一种面部表情机器人多核控制系统，包括转压模块、机器人控制器、上位机、机器人执行模块；所述电压转换器将交流电转化为直流为机器人控制器供电，所述机器人控制器与上位机通过串口相互通信，机器人控制器向机器人执行模块传输数据并接收机器人执行模块反馈数据。

在上述技术方案中，所述机器人控制器包括主控处理器、模拟数据处理器、数据交换模块、多核数据处理模块；所述主控处理器通过串口与多核数据处理模块和数据交换模块进行数据交互；主控处理器与模拟数据处理器连接，主控处理器向模拟数据处理器发送数据。

在上述技术方案中，所述主控处理器与多核数据处理模块和数据交换模块之间采用异步串口通信方式交换数据，或采用I2C、CAN总线通信方式交换数据。

在上述技术方案中，所述机器人控制器与上位机之间采用异步串口通信方式交换数据，或采用I2C、CAN总线通信方式交换数据。

在上述技术方案中，包括运动状态显示模块和人机交互模块，所述人机交互模块与上位机相互连接；所述运动状态显示模块与机器人控制器连接，运动状态显示模块接受并显示来自机器人控制器的数据。

在上述技术方案中，所述机器人执行模块包括感知传感器和运动执行器。

本实用新型的优点在于：区别于现有技术，本实用新型具有工作环境简易，开发成本低的优点，能稳定实现对多驱动器同步控制，完成上位机对嵌入式控制系统实时控制。

附图说明

 图1是本实用新型的原理框图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括：转压模块、机器人控制器、上位机、机器人执行模块、运动状态显示模块和人机交互模块。转压模块为整个系统提供电源输入，将交流电转换为直流电输出到机器人控制器；机器人控制器包括主控处理器、模拟数据处理器、数据交换模块、多核数据处理模块，主控处理器通过串口与多核数据处理模块和数据交换模块进行数据交互；主控处理器与模拟数据处理器连接，主控处理器向模拟数据处理器发送数据；机器人控制器通过出口方式与上位机连接，而上位机在连接一个人机交互模块，以便于数据输入；机器人控制器与机器人执行模块连接，发送动作命令和采集接收状态信息。

本实用新型中的机器人执行模块包括感知传感器和运动执行器，感知传感器包括微型摄像头装置、电机码盘测速装置和录音模块，用于采集外部各种信息，而运动执行器包括舵机、步进电机、无刷电机、有刷电机和语音输出模块，当接受到相应的控制命令时便开始工作。