[发明专利]基于FreeRTOS嵌入式的网球机器人实时操作控制系统

权利要求书

1.一种基于FreeRTOS嵌入式实时操作系统的网球机器人控制系统，其特征在于包括：

用于检测机器人在运动过程中的实时位置信息和运行里程信息的定位模块；

基于超声波技术采集机器人前方设置区域内是否有障碍物或训练员目标以及障碍物与机器人之间的超声波距离信息的避障模块；

接收所述定位模块和避障模块传送的检测到的数据信息的数据采集模块，所述数据采集模块对接收到的信息进行数据处理；

接收所述数据采集模块传送的数据信息的主控制芯片模块，所述主控制芯片模块根据接收到的数据信息对机器人在场地的运动状态进行实时调控，基于机器人差速驱动方式和速度位置模式对机器人的任务工作流程进行优先级设定和运动控制；其中任务工作流程包括运动控制任务、收球机构控制任务、超声波数据处理任务、避障急停任务、里程计数据处理任务、通信任务、电源管理任务和低电量提示任务，所述主控制芯片模块按照优先级的高低对每项任务进行调控；

接收所述主控制芯片模块传送的运动位置控制指令信息和速度位置控制信息的电机控制模块，所述电机控制模块根据接收到的指令信息控制机器人的收球机构进行捡球操作和避障运动；

接收外部锂电池提供的电压值的供电管理模块，所述供电管理模块根据不同模块的电源驱动需求、调整输出功率信号为该系统的每个模块供电；

实时检测供电管理模块的电压水平、判断锂电池电量是否欠缺的电池电量检测模块，所述电池电量检测模块将电池剩余电量信息发送给主控制芯片模块，所述主控制芯片模块根据剩余电量值判断系统是否继续运行；

该系统还包括通信模块，所述主控制芯片模块通过通信模块与外部控制设备进行数据通信。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于：所述主控制芯片模块对运动控制任务进行调控时：设置运动控制任务的优先级，设置任务堆栈并进行初始化，开始等待接收指令、当接收到指令后进行决策，开始执行运动控制，如果在执行过过程中接收到了新的指令则重新执行运动控制，如果没有则将本次运动执行完毕，进入等待接收的状态。

3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于：所述收球机构控制任务用于对机器人收球机构进行控制、包括启动和停止，所述主控制芯片模块对收球机构控制任务进行调控时：设置收球机构控制与检测任务的优先级，设置任务堆栈并进行初始化，开始接收指令并运行，在此过程中，如果接收到停止指令、则机器人收球机构停止运行，如果再次接收到启动指令，机器人收球机构重新开始运行，如果没有接受到停止指令机器人收球机构继续运行。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于：所述主控制芯片模块对超声波数据处理任务进行调控时：接收避障模块检测到的障碍物距离机器人的超声波距离并进行分析，设置超声波数据处理任务的优先级，设置任务堆栈并进行初始化，开始接受前方障碍物距离数据并判断，如果该距离大于安全值，继续进行数据的接受，如果该距离小于安全值，则向避障急停任务发送紧急停止信号、同时取消当前运动指令，如果该距离大于安全值，则向避障急停任务发送取消紧急停止信号。

5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于：所述主控制芯片模块对避障急停任务进行处理时：设置避障急停任务的优先级，设置任务堆栈并进行初始化、等待信号量的接受，当接受到接收到机器人前方有障碍物或训练员时发出急停信号，当接受到取消急停信号则恢复正常运行。

6.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于：所述主控制芯片模块对里程计数据处理任务进行处理时：设置里程计数据处理任务的优先级，设置任务堆栈并进行初始化，开始接受机器人相对场地内的原点的X、Y坐标以及相对角度信息并进行调整，对接受到的角度值进行取正，判断角度值是否为负值，如果小于零则将该值加上360°，如果大于零，即为所需要的角度。

7.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于：所述主控制芯片模块对低电量提示任务进行处理时：设置低电量提示任务的优先级，设置任务堆栈并进行初始化，开始进行电量的检测、如果接收到当前电源电量低于设定阈值则发出报警提示。