專利名稱：導(dǎo)游機(jī)器人的自主導(dǎo)航系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)游機(jī)器人的自主導(dǎo)航系統(tǒng)，屬于移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
對(duì)于博物館、科技館、展覽館等場(chǎng)所，所展示的內(nèi)容一般專業(yè)性都很強(qiáng)，如果沒(méi)有講解，普通游客只能走馬觀花。但是這些地方每天的人流量都非常大，有限的講解員不能承擔(dān)這么大的工作量。因此人們考慮采用導(dǎo)游機(jī)器人來(lái)完成這樣的工作。但是目前移動(dòng)機(jī)器人的技術(shù)水平還不能完全解決機(jī)器人的自定位問(wèn)題，也就是說(shuō)機(jī)器人無(wú)法完全精確確定自己在工作環(huán)境中的位置，同時(shí)無(wú)法面對(duì)動(dòng)態(tài)、復(fù)雜的工作環(huán)境。因此目前的導(dǎo)游機(jī)器人的功能定位還比較低，只能實(shí)現(xiàn)有限的工作，主要設(shè)置在場(chǎng)館的入口位置，承擔(dān)迎賓和介紹場(chǎng)館分布的任務(wù)
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種導(dǎo)游機(jī)器人的自主導(dǎo)航系統(tǒng)，設(shè)置了工作路徑識(shí)別的路徑識(shí)別模塊和工作地點(diǎn)識(shí)別的節(jié)點(diǎn)識(shí)別模塊，機(jī)器人可以沿著設(shè)定路線前進(jìn)，到達(dá)節(jié)點(diǎn)位置就進(jìn)行講解和介紹。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是: 導(dǎo)游機(jī)器人的自主導(dǎo)航系統(tǒng)，包括提供穩(wěn)定電源的電源管理模塊，進(jìn)行集中處理的控制器，進(jìn)行狀態(tài)顯示和界面操作的人機(jī)界面模塊，進(jìn)行自由移動(dòng)的行走驅(qū)動(dòng)模塊，進(jìn)行障礙物檢測(cè)以避免碰撞的障礙物檢測(cè)模塊，進(jìn)行語(yǔ)音播放和語(yǔ)音指令識(shí)別的語(yǔ)音模塊，以及與充電裝置進(jìn)行充電連接的充電對(duì)接裝置，所述的人機(jī)界面模塊，行走驅(qū)動(dòng)模塊、語(yǔ)音模塊和充電對(duì)接裝置與所述的控制器連接，還包括進(jìn)行工作路徑識(shí)別的路徑識(shí)別模塊，所述的路徑識(shí)別模塊與所述的控制器連接；進(jìn)行工作地點(diǎn)識(shí)別的節(jié)點(diǎn)識(shí)別模塊，所述的節(jié)點(diǎn)識(shí)別模塊與所述的控制器連接。
所述的路徑識(shí)別模塊設(shè)置為攝像機(jī)模塊，可識(shí)別地面的圖形或者顏色。
所述的路徑識(shí)別模塊設(shè)置為金屬導(dǎo)線識(shí)別模塊，可以識(shí)別埋在地面上的金屬導(dǎo)線。
所述的節(jié)點(diǎn)識(shí)別模塊，設(shè)置磁感應(yīng)識(shí)別裝置，識(shí)別采用磁鐵，磁鋼和磁條設(shè)置的節(jié)點(diǎn)特征。
所述的節(jié)點(diǎn)識(shí)別模塊，設(shè)置紅外識(shí)別裝置，識(shí)別采用紅外線設(shè)置的節(jié)點(diǎn)特征。
本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在:1、可識(shí)別工作路徑和工作節(jié)點(diǎn)，順利完成導(dǎo)游任務(wù)；2、對(duì)系統(tǒng)性能要求不高，可行性高。


圖1是導(dǎo)游機(jī)器人的自主導(dǎo)航系統(tǒng)的工作示意圖； 圖2是導(dǎo)游機(jī)器人的自主導(dǎo)航系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
參照?qǐng)D1 一 2，導(dǎo)游機(jī)器人的自主導(dǎo)航系統(tǒng)，包括提供穩(wěn)定電源的電源管理模塊3，進(jìn)行集中處理的控制器2，進(jìn)行狀態(tài)顯示和界面操作的人機(jī)界面模塊4，進(jìn)行自由移動(dòng)的行走驅(qū)動(dòng)模塊5，進(jìn)行障礙物檢測(cè)以避免碰撞的障礙物檢測(cè)模塊6，進(jìn)行語(yǔ)音播放和語(yǔ)音指令識(shí)別的語(yǔ)音模塊9，以及與充電裝置進(jìn)行充電連接的充電對(duì)接裝置10，所述的人機(jī)界面模塊4，行走驅(qū)動(dòng)模塊5、語(yǔ)音模塊9和充電對(duì)接裝置10與所述的控制器2連接。
所述的控制器2具有運(yùn)算、控制功能，內(nèi)部設(shè)置程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，可放置預(yù)先編寫的程序。
所述的電源管理模塊3包括可充電電池，為系統(tǒng)提供電壓穩(wěn)定的電源，還負(fù)責(zé)進(jìn)行充電管理，即實(shí)時(shí)檢測(cè)電池電壓，如果電壓不足立即通知所述的控制器2進(jìn)行充電；充電過(guò)程中，所述的電源管理模塊3進(jìn)行充電控制，負(fù)責(zé)控制充電電流和充電結(jié)束判斷。
所述的人機(jī)界面模塊4負(fù)責(zé)進(jìn)行狀態(tài)顯示和用戶指令的輸入，可設(shè)置輸入設(shè)備，比如鍵盤、觸摸屏；輸出設(shè)備可設(shè)置IXD顯示屏、蜂鳴器、LED燈。
所述的行走驅(qū)動(dòng)模塊5用于控制左驅(qū)動(dòng)電機(jī)和右驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度。所述的左驅(qū)動(dòng)電機(jī)和右驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)所述的導(dǎo)游機(jī)器人I以任意軌跡移動(dòng)。
所述的障礙物檢測(cè)模塊6負(fù)責(zé)檢測(cè)工作環(huán)境的障礙物情況，用于所述的導(dǎo)游機(jī)器人I的路徑規(guī)劃和避障。所述的障礙物檢測(cè)模塊6可采用超聲波傳感器組成超聲波障礙物檢測(cè)裝置，也可采用紅外測(cè)距傳感器組成紅外障礙物檢測(cè)裝置，或者采用兩種傳感器進(jìn)行組合。
所述的語(yǔ)音模塊9設(shè)置語(yǔ)音合成模塊和語(yǔ)音識(shí)別模塊，所述的語(yǔ)音合成模塊用于生成與展覽內(nèi)容相關(guān)的語(yǔ)音講解內(nèi)容，所述的語(yǔ)音識(shí)別模塊用于進(jìn)行簡(jiǎn)單語(yǔ)音指令的識(shí)別。
所述的充電對(duì)接裝置10用于在所述的可充電電池用盡以后，與外部充電電源進(jìn)行連接的設(shè)備。
還包括進(jìn)行工作路徑識(shí)別的路徑識(shí)別模塊7，所述的路徑識(shí)別模塊7與所述的控制器2連接。由于現(xiàn)有技術(shù)水平，還不能實(shí)現(xiàn)所述的導(dǎo)游機(jī)器人I在復(fù)雜、動(dòng)態(tài)環(huán)境中自主導(dǎo)航，因此需要給所述的導(dǎo)游機(jī)器人I設(shè)置固定的工作路徑。
可以鋪設(shè)固定顏色的橡膠帶或者布帶，也可以噴、涂固定顏色的帶狀油漆，形成固定模式的色帶，從而確定所述的導(dǎo)游機(jī)器人I的工作路徑。因此，所述的路徑識(shí)別模塊7設(shè)置為攝像機(jī)模塊，可識(shí)別地面的圖形或者顏色。所述的攝像機(jī)模塊拍攝地面的圖像，并進(jìn)行處理，提取其中的色帶，根據(jù)色帶在圖像中的位置和角度，所述的導(dǎo)游機(jī)器人I調(diào)整自己的行走方向。
也可以在地面鋪設(shè)金屬導(dǎo)線，以金屬導(dǎo)線作為所述的導(dǎo)游機(jī)器人I的工作路徑。因此所述的路徑識(shí)別模塊7設(shè)置為金屬導(dǎo)線識(shí)別模塊，可以識(shí)別埋在地面上的金屬導(dǎo)線。所述的導(dǎo)游機(jī)器人I根據(jù)所述的金屬導(dǎo)線識(shí)別模塊的輸出數(shù)據(jù)，調(diào)整自己的行走方向。
還包括進(jìn)行工作地點(diǎn)識(shí)別的節(jié)點(diǎn)識(shí)別模塊8，所述的節(jié)點(diǎn)識(shí)別模塊8與所述的控制器2連接。所述的工作節(jié)點(diǎn)也就是指需要所述的導(dǎo)游機(jī)器人I停下來(lái)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)講解或者介紹的地點(diǎn)。為了讓所述的導(dǎo)游機(jī)器人I檢測(cè)到工作路線上每個(gè)工作節(jié)點(diǎn)的位置，需要在工作節(jié)點(diǎn)上設(shè)置特征標(biāo)志。
可以在所述的工作節(jié)點(diǎn)上設(shè)置磁鐵，磁鋼或者磁條作為特征標(biāo)志，因此所述的節(jié)點(diǎn)識(shí)別模塊8設(shè)置為磁感應(yīng)識(shí)別裝置。當(dāng)所述的導(dǎo)游機(jī)器人I經(jīng)過(guò)所述的工作節(jié)點(diǎn)時(shí)，所述的節(jié)點(diǎn)識(shí)別模塊8輸出有效信號(hào)給所述的控制器2。
也可以在所述的工作節(jié)點(diǎn)上設(shè)置紅外發(fā)射裝置作為特征標(biāo)志，因此所述的節(jié)點(diǎn)識(shí)別模塊8設(shè)置為紅外識(shí)別裝置。當(dāng)所述的導(dǎo)游機(jī)器人I經(jīng)過(guò)所述的工作節(jié)點(diǎn)時(shí)，所述的節(jié)點(diǎn)識(shí)別模塊8輸出有效信號(hào)給所述的控制器2。
綜上所述，本發(fā)明提供一種導(dǎo)游機(jī)器人的自主導(dǎo)航系統(tǒng)，設(shè)置了進(jìn)行工作路徑識(shí)別的路徑識(shí)別模塊和工作地點(diǎn)識(shí)別的節(jié)點(diǎn)識(shí)別模塊，機(jī)器人可以沿著設(shè)定工作路線前進(jìn)，到達(dá)節(jié)點(diǎn)位置就進(jìn)行講解和介紹。因此，該系統(tǒng)可以可靠實(shí)現(xiàn)工作路徑和工作節(jié)點(diǎn)的識(shí)別，順利完成導(dǎo)游任務(wù)，并且對(duì)系統(tǒng)性能要求不高，可行性高，成本低。
權(quán)利要求
1.導(dǎo)游機(jī)器人的自主導(dǎo)航系統(tǒng)，包括提供穩(wěn)定電源的電源管理模塊，進(jìn)行集中處理的控制器，進(jìn)行狀態(tài)顯示和界面操作的人機(jī)界面模塊，進(jìn)行自由移動(dòng)的行走驅(qū)動(dòng)模塊，進(jìn)行障礙物檢測(cè)以避免碰撞的障礙物檢測(cè)模塊，進(jìn)行語(yǔ)音播放和語(yǔ)音指令識(shí)別的語(yǔ)音模塊，以及與充電裝置進(jìn)行充電連接的充電對(duì)接裝置，所述的人機(jī)界面模塊，行走驅(qū)動(dòng)模塊、語(yǔ)音模塊和充電對(duì)接裝置與所述的控制器連接，其特征在于:還包括進(jìn)行工作路徑識(shí)別的路徑識(shí)別模塊，所述的路徑識(shí)別模塊與所述的控制器連接；進(jìn)行工作地點(diǎn)識(shí)別的節(jié)點(diǎn)識(shí)別模塊，所述的節(jié)點(diǎn)識(shí)別模塊與所述的控制器連接。
2.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)游機(jī)器人的自主導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于:所述的路徑識(shí)別模塊設(shè)置為攝像機(jī)模塊，可識(shí)別地面的圖形或者顏色。
3.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)游機(jī)器人的自主導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于:所述的路徑識(shí)別模塊設(shè)置為金屬導(dǎo)線識(shí)別模塊，可以識(shí)別埋在地面上的金屬導(dǎo)線。
4.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)游機(jī)器人的自主導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于:所述的節(jié)點(diǎn)識(shí)別模塊，設(shè)置磁感應(yīng)識(shí)別裝置，識(shí)別采用磁鐵，磁鋼或者磁條設(shè)置的節(jié)點(diǎn)特征。
5.如權(quán)利要求1所述的導(dǎo)游機(jī)器人的自主導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于:所述的節(jié)點(diǎn)識(shí)別模塊，設(shè)置紅外識(shí)別裝置，識(shí)別采用紅外線設(shè)置的節(jié)點(diǎn)特征。
全文摘要
公開(kāi)一種導(dǎo)游機(jī)器人的自主導(dǎo)航系統(tǒng)，包括電源管理模塊，控制器，進(jìn)行狀態(tài)顯示和界面操作的人機(jī)界面模塊，進(jìn)行自由移動(dòng)的行走驅(qū)動(dòng)模塊，進(jìn)行障礙物檢測(cè)以避免碰撞的障礙物檢測(cè)模塊，進(jìn)行語(yǔ)音播放和語(yǔ)音指令識(shí)別的語(yǔ)音模塊，以及與充電裝置進(jìn)行充電連接的充電對(duì)接裝置，所述的人機(jī)界面模塊，行走驅(qū)動(dòng)模塊、語(yǔ)音模塊和充電對(duì)接裝置與所述的控制器連接，還包括進(jìn)行工作路徑識(shí)別的路徑識(shí)別模塊，所述的路徑識(shí)別模塊與所述的控制器連接，進(jìn)行工作地點(diǎn)識(shí)別的節(jié)點(diǎn)識(shí)別模塊，所述的節(jié)點(diǎn)識(shí)別模塊與所述的控制器連接。所述的路徑識(shí)別模塊設(shè)置為攝像機(jī)模塊，或者設(shè)置為金屬導(dǎo)線識(shí)別模塊。所述的節(jié)點(diǎn)識(shí)別模塊，設(shè)置磁感應(yīng)識(shí)別裝置，或者設(shè)置紅外識(shí)別裝置。
文檔編號(hào)G05D1/02GK103163885SQ20131006048
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月27日
發(fā)明者程曉東, 劉瑜, 方曙光 申請(qǐng)人:慈溪邁思特電子科技有限公司