專利名稱：自助導航機器人系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及自助導航機器人系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著技術(shù)的發(fā)展，如自平衡兩輪車等以環(huán)保能源為動力的個人移動設備的應用越來越廣泛，這種移動設備雖然速度不快，但是具有體積較小、操作方便、移動靈活等特點，因此其在大型的展會或大型景區(qū)等場所中的應用更加頻繁。但是，這種個人移動設備都沒有導航功能，因此在復雜的路線環(huán)境下使用，會給用戶帶來諸多的不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種自助導航機器人系統(tǒng)，其能夠向移動體的使用者提供導航、在線信息查詢服務，對移動體進行遠端實時監(jiān)控和管理。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種自助導航機器人系統(tǒng)，包括
用戶終端，設置在移動體上，可接收GPS信號，并向該移動體的使用者提供導航信息和游覽服務信息；
后臺服務端，與用戶終端雙向無線通信，對移動體進行狀態(tài)監(jiān)控、運行控制和接入管理。本發(fā)明的用戶終端能為移動體用戶提供導航服務以及有關(guān)景點的介紹服務，方便了移動體用戶的駕駛。本發(fā)明的后臺服務端能夠?qū)σ苿芋w進行實時視頻監(jiān)控，并且能對移動體的移動路徑和行駛速度進行智能控制，與用戶終端進行雙向多媒體通信，并為移動體用戶提供服務信息，增加了移動體的行駛安全性，提高了對移動體的管理效率。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例的導航系統(tǒng)的示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明一實施例的用戶終端的原理方框圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明一實施例的后臺服務端的原理方框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做出進一步說明。參考圖1，本發(fā)明的自助導航機器人系統(tǒng)，包括用戶終端100和后臺服務端200。其中，用戶終端100設置在移動體300上，能夠接收GPS信號，并向該移動體的使用者提供導航信息和游覽服務信息。該游覽服務信息包括景點信息、實時新聞、天氣、移動體的運行狀態(tài)、環(huán)境監(jiān)測信息等。在一種實施方式中，移動體300可以是自平衡兩輪車，自平衡兩輪車是采用自平衡算法來控制車體平衡，其包括與用戶終端100建立通信連接的主控通信模塊，該主控通信模塊通常采用控制處理器(CPC control process center).后臺服務端200可與用戶終端100雙向無線通信，對移動體300進行狀態(tài)監(jiān)控、運行控制和接入管理。用戶終端100包括控制模塊10、GPS模塊11、輸入模塊12、存儲模塊13、用戶終端通信模塊14、顯示模塊15、視頻信號采集模塊16、音頻信號采集模塊17、音頻輸出模塊 18和環(huán)境信息采集模塊19。GPS模塊11用于接收GPS衛(wèi)星傳送的定位信息。輸入模塊12 接收由移動體使用者輸入的輸入信息。存儲模塊13存儲有應用信息，該應用信息可包括電子地圖、景點照片、景點的音頻講解數(shù)據(jù)、音樂以及系統(tǒng)的控制程序等。用戶終端通信模塊 14用于與后臺服務端200建立通信連接。在一種實施方式中，該用戶終端100是通過基站實現(xiàn)與后臺服務端200的通信連接，該用戶終端通信模塊14可以是一 3G無線通信模塊、一 WIFI模塊或?qū)Ｓ玫奈⒉ㄍㄐ拍K。顯示模塊15可采用彩色液晶屏，較佳的是，該液晶顯示屏是具有觸摸互動功能的顯示屏，此時，輸入模塊12和顯示模塊15集成為一體。該觸摸顯示屏具有紅外線觸控面板，面板的外框內(nèi)含有電路板，且沿X軸與Y軸方向有排列均勻的發(fā)光二極管發(fā)射器和接收器，發(fā)射器與接收器互相對應。當用手指、筆或任何能阻擋光線的物體來觸摸時，會擋住通過該點的紅外線光束，在X軸與Y軸的接收器內(nèi)部的電路板可檢測出觸摸的位置，以判斷其坐標。本發(fā)明所采用的觸摸顯示屏不局限于基于紅外觸摸原理，也可以采用基于電容觸摸原理或者是電阻觸摸原理的觸摸顯示屏。視頻信號采集模塊 16利用CMOS或CXD圖像傳感器采集原始圖像，并且在顯示模塊15上進行顯示，同時還能將圖像數(shù)據(jù)進行視頻壓縮(采用H. 264壓縮標準)，通過網(wǎng)絡進行傳輸，實現(xiàn)VOIP (Video & Voice over Internet Protocol)。這樣可以實現(xiàn)用戶終端和后臺服務端之間的視頻電話功能，便于移動體使用者將現(xiàn)場的情況及時發(fā)送到后臺服務端進行控制管理。音頻信號采集模塊17用于對音頻信號進行采集，協(xié)助視頻信號采集模塊16完成視頻電話功能。該音頻信號采集模塊17例如可采用麥克風。音頻輸出模塊18可采用揚聲器，其可在控制模塊 10的控制下提供音頻導航、音頻解說以及播放音樂等功能。環(huán)境信息采集模塊19用于采集用戶終端周圍的環(huán)境信息，例如溫度、濕度以及噪音分貝數(shù)等，其可由多個傳感器組成?？刂颇K10包括中央處理單元101、導航單元102、音頻識別單元103、移動體運行狀態(tài)檢測及控制單元104、計算單元105和語音導航單元106。當移動體300沒有通過網(wǎng)絡接入到后臺服務端200時，導航單元102根據(jù)從GPS模塊11接收的定位信息，計算移動體 300的當前位置，并根據(jù)該計算出的當前位置、從輸入模塊12輸入的目的地位置以及存儲于存儲模塊13中的電子地圖生成導航信息，將該導航信息顯示于顯示模塊15上。該導航信息向用戶示出了標注在電子地圖上的從當前位置至目的地位置的引導路徑。當移動體300 通過無線網(wǎng)絡接入后臺服務端200時，導航單元102可以將路線查詢發(fā)送到服務端200，后臺服務端200可以提供多種類型的路線查詢服務，如最佳路徑查詢、最近路線查詢等。音頻識別單元103對音頻信號采集模塊17采集的音頻信號進行識別，判斷該采集的音頻信號是否屬于操作指令，如果是操作指令，則通知中央處理單元101對該導航系統(tǒng)執(zhí)行相應的操作，這樣，用戶終端的使用者可通過聲音完成對導航系統(tǒng)的操作。例如，使用者要控制移動體向左拐彎，可以對麥克風說出“左拐”，音頻識別單元103識別出輸入的音頻信號是左拐操作指令，則通過中央處理單元101通知移動體的控制處理器，完成對移動體的左拐操作。 移動體運行狀態(tài)檢測及控制單元104用于從移動體的控制處理器接收移動體的狀態(tài)信息， 并將該移動體的狀態(tài)信息動態(tài)顯示于顯示模塊上。上述狀態(tài)信息包括但不限于剩余電量、行駛總里程(剩余里程估算)和平均行駛速度等，在中央處理單元101的控制下，這些狀態(tài)信息可以通過無線通信的方式發(fā)送到后臺服務端200。計算單元105用于計算移動體300由當前位置到達目標位置所需的時間，并將該時間信息顯示于顯示模塊15上。當移動體300 沒有與后臺服務端200建立通信連接時，計算單元105僅計算當前位置到達目標位置所需的最短時間；當移動體300與后臺服務端200建立了通信連接后，計算單元105可向后臺服務端200申請其它復雜的計算方式，包括采用最佳路徑所需的時間、采用繞行路徑所需的時間等。語音導航單元106可根據(jù)導航模塊102計算出的移動體當前位置、從輸入模塊12 輸入的目的地位置調(diào)出預先存儲的語音導航信息，并通過音頻輸出模塊18輸出。通過中央處理單元101的預先設定，在用戶到達某個景點時(通過GPS信號判斷該景點的位置)，語音導航單元還可調(diào)取存儲于存儲模塊13中的音頻景點介紹和背景音樂，實現(xiàn)對用戶的語音講解。與此同時，顯示模塊15可在中央處理單元的控制下播放預先存儲于存儲模塊13中的景點圖片或視頻景點介紹。中央處理單元101可以控制用戶終端100與后臺服務端200 和移動體300之間的信息交換。當需要實現(xiàn)用戶終端與后臺服務端之間的多媒體通信時， 中央處理單元101可指令視頻信號采集模塊16和音頻信號采集模塊17進行視頻信號和音頻信號的采集，并指令用戶終端通信模塊14將上述采集到的信號進行處理后傳送給后臺服務端200，同時指令用戶終端通信模塊14將從后臺服務端200接收到的視頻信號和音頻信號進行處理后，分別通過顯示模塊15和音頻輸出模塊18輸出。另外，中央處理單元還可根據(jù)由輸入模塊12輸入的請求，控制顯示模塊15和音頻輸出模塊18播放存儲于存儲模塊 13中的視頻信息和音頻信息以及控制顯示模塊15顯示環(huán)境信息采集模塊19采集到的環(huán)境 fn息ο移動體300的控制處理器預留有與控制模塊進行通信的通信接口，可通過用戶終端100接收來自后臺服務端200的控制指令，并根據(jù)該控制指令控制移動體300的移動路徑和行駛速度，實現(xiàn)自動駕駛的功能。后臺服務端200包括管理模塊20、人機交互模塊21、數(shù)據(jù)庫模塊22、后臺服務端通信模塊23和移動體接口擴展模塊24。人機交互模塊21用于與后臺服務端用戶的信息交互，該人機交互模塊例如可以是一觸摸顯示屏，或者是由彼此獨立的麥克風、顯示屏和揚聲器部件共同組成。數(shù)據(jù)庫模塊22存儲有包括電子地圖、移動體的接入數(shù)量、每個移動體的運行狀態(tài)在內(nèi)的服務信息。存儲在數(shù)據(jù)庫模塊22中的電子地圖與存儲在存儲模塊13中的電子地圖可以是相同或不同的兩幅電子地圖，例如，用戶終端的存儲模塊13中保存的電子地圖僅僅為該用戶終端所在的移動體所運行的區(qū)域的電子地圖，而后臺服務端的數(shù)據(jù)庫模塊中保存的電子地圖為整個景區(qū)的地圖，其涵蓋了多個移動體的運行區(qū)域。當移動體300 更換景區(qū)時，后臺服務端200會根據(jù)當前移動體300的具體位置，下發(fā)新的地圖數(shù)據(jù)信息給移動體300。存儲模塊13和數(shù)據(jù)庫模塊22中的電子地圖上均標識有景點、餐飲店以及洗手間等信息。后臺服務端用戶可對存儲于數(shù)據(jù)庫模塊22中的服務信息進行更新。后臺服務端通信模塊23用于與用戶終端建立通信連接。利用后臺服務端通信模塊23建立起的與用戶終端的通信，不僅可以為用戶終端提供服務信息，還可以實現(xiàn)對存儲在用戶終端存儲模塊中的數(shù)據(jù)進行更新，以及提供在線實時新聞、天氣、股票等信息查詢。移動體接口擴展模塊M用于使后臺服務端同時接入多個移動體的用戶終端。管理模塊20包括跟蹤定位單元201、移動體調(diào)度管理單元202和實時查詢單元203。跟蹤定位單元201通過后臺服務端通信模塊23接收用戶終端傳送的移動體GPS定位信息和移動體接入信息，通過人機交互模塊21實時顯示存儲于數(shù)據(jù)庫模塊中的電子地圖， 并將各移動體的當前位置信息以及移動軌跡實時地顯示于該電子地圖上。移動體調(diào)度管理單元202用于根據(jù)從人機交互模塊21輸入的客戶指令設定移動體的移動路徑和行駛速度， 并控制后臺服務端通信模塊將設定的移動路徑信息和行駛速度信息發(fā)送給所述用戶終端。 在移動體接收到后臺服務端設定的移動路徑信息時，會按照設定的移動路徑自動駕駛。后臺服務端的管理人員在監(jiān)控移動體的過程中發(fā)現(xiàn)緊急情況，也可以對移動體300實施制動操作。實時查詢單元203通過后臺服務端通信模塊23接收用戶終端傳送的移動體狀態(tài)信息、移動體所拍攝到的視頻信息以及采集到的環(huán)境信息，并響應從人機交互模塊21輸入的移動體查詢請求，通過該人機交互模塊實時顯示后臺服務端用戶點播的移動體所拍攝的圖像，同時還可以顯示該移動體的狀態(tài)信息。比如，后臺服務端的用戶可以通過點播瀏覽每個移動體所采集的視頻圖像，而且可以通過點擊地圖上的某個移動體實時查看該移動體的運行狀態(tài)、工作參數(shù)(包括蓄電池電量、時速和胎壓)等。
權(quán)利要求
1.一種自助導航機器人系統(tǒng)，其特征在于，包括用戶終端，設置在移動體上，可接收GPS信號，并向該移動體的使用者提供導航信息和游覽服務信息；后臺服務端，與所述用戶終端雙向無線通信，對所述移動體進行狀態(tài)監(jiān)控、運行控制和接入管理。
2.如權(quán)利要求1所述的自助導航機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述移動體包括與所述用戶終端建立通信連接的主控通信模塊，該主控通信模塊通過該用戶終端接收來自所述后臺服務端的控制指令，并根據(jù)該控制指令控制該移動體的移動路徑和行駛速度。
3.如權(quán)利要求2所述的自助導航機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶終端包括GPS模塊，用于接收GPS衛(wèi)星傳送的定位信息；輸入模塊，接收由移動體使用者輸入的輸入信息；存儲模塊，存儲有包括電子地圖、景點介紹在內(nèi)的應用信息；用戶終端通信模塊，用于與所述后臺服務端建立通信連接；顯示模塊，用于顯示導航信息和游覽服務信息；控制模塊，該控制模塊包括一導航單元和一中央處理單元；所述導航單元根據(jù)從所述 GPS模塊接收的定位信息，計算該移動體的當前位置，并根據(jù)該計算出的當前位置、從所述輸入模塊輸入的目的地位置以及存儲于所述存儲模塊中的電子地圖生成導航信息，將該導航信息顯示于所述顯示模塊上；所述中央處理單元可控制該用戶終端與所述后臺服務端和所述移動體之間的信息交換。
4.如權(quán)利要求3所述的自助導航機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶終端還包括視頻信號采集模塊、音頻信號采集模塊和音頻輸出模塊；所述控制模塊的中央處理單元控制所述用戶終端通信模塊將該視頻信號采集模塊采集的圖像信號和該音頻信號采集模塊采集的音頻信號傳送給所述后臺服務端、以及接收由所述后臺服務端發(fā)送的視頻信號和音頻信號，該中央處理單元還控制所述顯示模塊顯示接收的視頻信號和存儲于存儲模塊中的視頻信息，控制所述音頻輸出模塊播放接收的音頻信號以及存儲于存儲模塊中的音頻信息。
5.如權(quán)利要求4所述的自助導航機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊還包括一音頻識別單元，該音頻識別單元對所述音頻信號采集模塊采集的音頻信號進行識別，判斷該采集的音頻信號是否屬于操作指令，如果是操作指令，則通知中央處理單元對該自助導航機器人系統(tǒng)執(zhí)行相應的操作。
6.如權(quán)利要求5所述的自助導航機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊還包括移動體運行狀態(tài)檢測及控制單元，用于從移動體的主控通信模塊接收移動體的狀態(tài)信息，并將該移動體的狀態(tài)信息動態(tài)顯示于顯示模塊上；計算單元，計算該移動體由當前位置到達目標位置所需的時間，并將該時間信息顯示于顯示模塊上；當移動體沒有與后臺服務端建立通信連接時，該計算單元僅計算當前位置到達目標位置所需的最短時間；當移動體與后臺服務端建立了通信連接后，該計算單元可向后臺服務端申請其它計算方式。
7.如權(quán)利要求6所述的自助導航機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊還包括語音導航單元，根據(jù)所述導航單元計算出的移動體當前位置、從輸入模塊輸入的目的地位置調(diào)出預先存儲的語音導航信息，并通過所述音頻輸出模塊輸出。
8.如權(quán)利要求7所述的自助導航機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶終端還包括采集該用戶終端周圍的環(huán)境信息的環(huán)境信息采集模塊；所述控制模塊的中央處理單元控制所述顯示模塊顯示該環(huán)境信息采集模塊采集的環(huán)境信息。
9.如權(quán)利要求1或2所述的自助導航機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述后臺服務端包括 人機交互模塊，用于與后臺服務端用戶的信息交互；數(shù)據(jù)庫模塊，存儲有包括電子地圖、移動體的接入數(shù)量和每個移動體的運行狀態(tài)在內(nèi)的服務信息；后臺服務端通信模塊，用于與所述用戶終端建立通信連接；管理模塊，該管理模塊包括一跟蹤定位單元和一移動體調(diào)度管理單元，所述跟蹤定位單元控制后臺服務端通信模塊接收用戶終端傳送的移動體GPS定位信息和移動體接入信息，控制人機交互模塊實時顯示存儲于數(shù)據(jù)庫模塊中的電子地圖，并將移動體的當前位置信息以及移動軌跡實時地顯示于該電子地圖上；所述移動體調(diào)度管理單元用于根據(jù)從人機交互模塊輸入的客戶指令設定移動體的移動路徑和行駛速度，并控制后臺服務端通信模塊將設定的移動路徑信息和行駛速度信息發(fā)送給所述用戶終端。
10.如權(quán)利要求9所述的自助導航機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述后臺服務端還包括用于同時接入多個移動體的用戶終端的移動體接口擴展模塊；所述管理模塊還包括實時查詢單元，該實時查詢單元接收用戶終端傳送的移動體狀態(tài)信息，并響應從所述人機交互模塊輸入的移動體查詢請求，通過該人機交互模塊實時顯示后臺服務端用戶點播的移動體所拍攝的圖像和移動體的狀態(tài)信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自助導航機器人系統(tǒng),包括用戶終端，設置在移動體上，可接收GPS信號，并向該移動體的使用者提供導航信息和游覽服務信息；后臺服務端，與用戶終端雙向無線通信，對移動體進行狀態(tài)監(jiān)控、運行控制和接入管理。采用本發(fā)明后，能夠向移動體的使用者提供導航服務以及實時信息查詢服務，對移動體進行遠端實時監(jiān)控和管理，增加了移動體的行駛安全性，提高了對多移動體系統(tǒng)的管理效率。
文檔編號G01S19/39GK102478657SQ201010555518
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者蘇東, 陳養(yǎng)彬 申請人:上海新世紀機器人有限公司