仿人广告机器人控制系统设计

摘要

本文研究的仿人广告机器人主要用于大型家电生产商在商场中做广告，也可用于科技馆、博物馆和展览会等场合，以增强参观者对所展物品的兴趣和吸引参观者的注意力，起到宣传展品的作用。可以说仿人广告机器人是一种较新颖的广告宣传设备，具有很大的商业应用价值，如海尔和一些科技馆对此表示了很浓厚的兴趣。
　　 仿人广告机器人仿照真人设计，要实现很多人的功能，如感知外界的环境、执行全身各部位动作、说话、理解人类的语言、实现喜怒哀乐等表情、根据外界信息做出相应的反应的思维能力。此外，为了使仿人广告机器人的表现方式多样化，又增加了播放视频、字幕显示等功能。总的来说广告机器人要实现的功能为:广告机器人实时采集各种传感器和各种开关、按钮等的信号，来判断机器人所处的外界环境情况和自身状态，根据外部环境变化和自己当前的状态做出相对应的反应，包括全身各部位的动作（转头、点头、鼓掌、转身和舞蹈等），面部表情变化、播放视频、播放语音和字幕显示。
　　 研发中采用一台上位机多片下位机组成的集散型控制系统来实现仿人广告机器人控制系统。上位机作为机器人的“大脑”、负责总体调度各种动作、面部表情、语音、视频等与人交流;下位机负责每个执行机构的具体控制和传感器、开关信号的采集。上位机硬件是研祥EC4-1812CLDNA工控机，软件的开发平台是windows操作系统和VC++，下位机硬件是STC89C52RC单片机和XFS4243CE模块，软件开发平台为Keil3。
　　 仿人机器人控制系统运行的可靠性、实时性、稳定性都还不错，总体运行良好，已可实际使用。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究目的意义

1．2 仿人机器人国内外研究现状

1．3 课题主要研究内容

第2章 仿人广告机器人控制系统总体方案

2．1 仿人广告机器人需求分析

2．2 仿人广告机器人控制系统总体方案

2．3 本章小结

第3章 仿人广告机器人硬件系统设计

3．1 上位机选型

3．2 下位机控制器选型

3．2．1 相关控制器介绍

3．2．2 系统控制器选型

3．3 无刷电机及其控制电路

3．3．1 无刷电机的选型

3．3．2 无刷电机驱动器的设计

3．3．3 D／A转换器

3．3．4 无刷电机控制电路的设计

3．4 舵机及其控制电路

3．4．1 舵机选型

3．4．2 舵机控制电路的设计

3．5 离合器及其控制电路

3．6 传感器及其信号采集电路

3．6．1 超声波传感器及其信号采集电路

3．6．2 热释电红外传感器及其信号采集电路

3．6．3 人体接近感应传感器及其信号采集电路

3．6．4 光电传感器及其信号采集电路

3．7 语音合成控制器电路

3．8 本章小结

第4章 系统下位机软件设计

4．1 通讯模块软件

4．1．1 原理

4．1．2 与上位机之间协议

4．1．3 单片机通讯模块程序的实现

4．2 电机控制软件

4．3 离合器控制软件

4．4 舵机控制软件

4．5 传感器信号采集软件

4．5．1 HC-SR04超声波模块信号采集软件

4．5．2 热释电传感器模块HC-SR501信号采集软件

4．5．3 其他传感器信号的采集

4．6 各种按钮信号的采集

4．7 语音合成软件

4．8 本章小结

第5章 系统上位机软件设计

5．1 上位机软件总体设计

5．2 基础功能模块设计

5．2．1 系统设置模块

5．2．2 系统关机模块

5．2．3 串口收发模块

5．2．4 视频播放模块

5．2．5 字幕显示模块

5．3 流程控制模块

5．3．1 空闲状态功能模块

5．3．2 招揽顾客功能模块

5．3．3 迎宾功能模块

5．3．4 互动交流功能模块

5．4 跟踪顾客功能模块

5．5 间歇眨眼功能模块

5．6 本章小结

第6章 结论与展望

致谢

参考文献

附录A 仿人广告机器人控制系统部分软件源码