[发明专利]一种基于LabVIEW Robotics的视觉化远程机器人

说明书

技术领域

本发明属于视觉化、无线化机器人开发和研究领域。

背景技术

机器人技术是一种以自动化技术和计算机技术为主体，有机融合多种现代信息技术的集成性应用技术。随着计算机、微电子、自动控制、网络等技术的不断发展，机器人技术也得到了长足进步。目前，国内外针对智能化机器人的应用研究已经发展了近半个世纪，在这段时间内，机器人应用由工业生产领域起步，逐渐发展到农业、医疗、国防和航空航天等诸多领域。这些应用的开发使得机器人逐渐代替人工作业，成为生产生活中不可或缺的重要生产力量，常见应用有工业机械手臂、军事勘察机器人、太空勘测机器人以及娱乐服务型机器人等。

具有环境感知能力是移动机器人实现智能化的基础，在机器人控制中传感器的利用起到了关键性作用。视觉传感器作为一种能为自主移动机器人提供最为丰富的环境信息的传感设备，逐渐成为机器人研究领域的热点，并在实际生活中不断得到应用。

本发明以NI LabVIEW Robotics Starter Kit 2.0硬件平台为基础进行拓展开发，以该硬件平台的实时性、高效性处理能力为依托，实现轮式移动机器人的视觉化和无线化功能，并开发控制软件，利用该机器人实现远程无线化视觉监测，且能够通过功能传感器的架设实现对机器人所处环境物理信息的获取。因此，构建一个以无线化信息交互平台为通讯媒介，实现主机、机器人与摄像头之间的信号交互，成为本项目开发的前提。该功能设计，一方面可实现视觉化远程机器人对陌生环境进行实时图像采集，并利用无线传输方式将机器人的检测信息发送给主机实现环境监控，另一方面机器人可实时处理主机发送的控制指令，并对预警监测数据做出实时响应。

发明内容

本发明开发了一种基于NI LabVIEW Robotics Starter Kit 2.0机器人硬件开发平台的无线视觉化方案，通过无线网络平台的搭建和NI LabVIEW Robotics 2011的软件编程控制，实现机器人的视觉化监测和运动控制。并依靠对多传感器的信号处理，实现对机器人所处环境物理信息的获取和监测。

为了实现上述目的，本发明专利采用了如下方案：基于LabVIEW Robotics的视觉化远程机器人，其特征在于：包括包含有嵌入式控制器5和机器人轮式运动机构6的NI LabVIEW Robotics Starter Kit 2.0硬件平台7、无线路由器8、超声波测距传感器4、机器人视觉摄像头3、环境监测摄像头2和安装有NI LabVIEW Robotics 2011软件的微型计算机1；所述包含有嵌入式控制器5和机器人轮式运动机构6的NI LabVIEW Robotics Starter Kit 2.0硬件平台7与超声波测距传感器4和无线路由器8相连，所述无线路由器8以无线方式与机器人视觉摄像头3、安装有NI LabVIEW Robotics 2011软件的微型计算机1相连，所述安装有NI LabVIEW Robotics 2011软件的微型计算机1与环境监测摄像头2相连。

如图1所示，所述基于LabVIEW Robotics的视觉化远程机器人由包含视觉化远程机器人控制软件的微型计算机发出运动控制指令，经无线路由器创建的无线网络，送至包含有嵌入式控制器的NI LabVIEW Robotics Starter Kit 2.0硬件平台，并控制左右运动电机，带动机器人轮式运动机构运动，实现了机器人的运动控制。

所述视觉摄像头通过无线网络将视觉图像信息送至无线路由器，并经其转送至微型计算机中视觉化远程机器人控制软件的相应界面。所述环境监测摄像头将机器人运动环境信号送至视觉化远程机器人控制软件的相应界面。所述超声波测距传感器获取信号，送至嵌入式控制器，并经过无线路由器创建的无线网络将信号送至视觉化远程机器人控制软件的相应界面。

该发明实现了NI LabVIEW Robotics Starter Kit 2.0硬件平台下，轮式运动机器人的无线化远程控制和视觉化监测，同时开发出相应控制程序，使得使用者可以在电脑前同时完成机器人运动情况监测和机器人视角下的视觉化环境监测，并通过机器人移动，实现对其所在环境中物理信息的获取和监测。

附图说明

图1 基于LabVIEW Robotics的视觉化远程机器人组成框图

图2 视觉化远程机器人的使用示例图

具体实施方式

结合图1对本发明做进一步说明：