[发明专利]多足机器人的360度视觉追踪控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种多足机器人的360度视觉追踪控制系统，其特征在于，包括无线控制模块、无线接收模块、图像分析模块、中央处理器以及运动控制模块；

所述无线控制模块与无线控制终端无线连接，用于启动多足机器人的控制器；

所述无线接收模块与所述图像分析模块连接，其将接收到的无线图像信息传输至所述图像分析模块；

所述图像分析模块对接收到的信息处理后，发送至信号转换模块，所述信号转换模块与所述中央处理器连接；

所述中央处理器对图像数据进行运动轨迹数据分析，获取数据值，并将所述数据值的信息传输至所述运动控制模块；

所述运动控制模块与所述多足机器人中转动连接位置处的舵机连接，并控制所述舵机的转动方向及角度。

2.根据权利要求1所述的多足机器人的360度视觉追踪控制系统，其特征在于，所述无线接收模块与所述多足机器人的摄像头连接，所述摄像头内设有图像抓捕模块，所述图像抓捕模块与所述图像分析模块连接，其将通过所述摄像头拍摄的图像传输至所述图像分析模块。

3.根据权利要求2所述的多足机器人的360度视觉追踪控制系统，其特征在于，在所述图像抓捕模块中，驱动芯片的电源引脚与电源VCC连接，其SCL引脚、SDA引脚与所述摄像头内的控制芯片连接，且所述SCL引脚、所述SDA引脚还经过排阻RN4与电源VCC连接，所述驱动芯片的D2-D9引脚与所述控制芯片连接。

4.根据权利要求1所述的多足机器人的360度视觉追踪控制系统，其特征在于，所述数据值为物体的方位值。

5.根据权利要求1所述的多足机器人的360度视觉追踪控制系统，其特征在于，在所述中央处理器中，主控芯片U3的第五引脚与晶体谐振器X1的第一引脚连接，所述主控芯片U3的第六引脚与所述晶体谐振器X1的第三引脚连接，所述晶体谐振器X1的第一引脚经过第十三电容C13与其第四引脚连接并接地，所述晶体谐振器X1的第三引脚经过第十四电容C14接地，所述主控芯片U3的第十二引脚和第十三引脚与所述无线接收模块连接；所述主控芯片U3的第二十一引脚和第二十二引脚与所述摄像头连接。

6.一种多足机器人的360度视觉追踪的控制方法，其特征在于，无线控制终端通过无线控制模块发送指令，无线接收模块接收所述无线控制模块的指令后，将其传送到摄像头，所述摄像头启动图像抓捕模式，所述无线接收模块将抓捕到的图像传输到图像分析模块，所述图像分析模块计算出该多足机器人与物体之间的坐标误差，并将其转换发送至中央处理器，所述中央处理器将根据所述坐标误差取得的数据值通过坐标系转换，映射到多足机器人云台及支撑脚的坐标系中进行调整，所述云台和所述支撑脚进行位置调整及误差补偿后，实时跟踪物体。

7.根据权利要求6所述的多足机器人的360度视觉追踪的控制方法，其特征在于，在所述图像分析模块计算坐标误差的过程中，先建立摄像头第一视角O与物体之间的三维坐标系XYZ，其中Z轴数值为摄像头与物体之间短距离，X轴数值为横向方向，Y轴为纵向方向；物体出现在摄像头视野A点，摄像头将OA的距离作为初始参考，物体由A点移动得到图像A1点，计算以原始A点作为参考运动的A1点反馈到X、Y、Z轴后的数据，最终得到物体移动前后的坐标误差。

8.根据权利要求7所述的多足机器人的360度视觉追踪的控制方法，其特征在于，在所述云台和所述支撑脚进行位置调整及误差补偿的过程中，所述运动控制模块针对每个轴的数据值，控制多足机器人中对应舵机做出与坐标误差数据值呈反比例的调节控制。

9.根据权利要求7所述的多足机器人的360度视觉追踪的控制方法，其特征在于，物体由A点移动到B点后，B点在X轴的投影为D点，在Y轴的投影为C点，则图像在摄像头视角的X轴取得投影的夹角α关系为tanα=tan∠AOD，投影在Y轴的夹角β关系为tanβ=tan∠AOC；

计算需要调整的角度α和β后，所述中央处理器通过运动控制模块控制多足机器人中对应舵机转动；

所述多足机器人中，首先所有支撑脚的纵向舵机相互交错上下转动，然后所有支撑脚的横向舵机同时相互交错左右转动，所产生的状态左右方向追踪根据分辨的A1图像取得大小值做反比速度补偿。