本實用新型屬于智能機器人領域，具體涉及一種基于多傳感器的機器人。

背景技術：

隨著科學技術的進步，各種高性能傳感器、處理器被廣泛應用于移動機器人領域，使其逐漸成為了集環(huán)境感知、動態(tài)決策和行為控制為一體的綜合智能體。

在工作、生活、娛樂過程中的許多場景，都存在著某個載體跟隨人類運動的情況，如機場的行李箱、廣場上的嬰兒車、超市購物車、高爾夫球場小車及工業(yè)生產中的物流小車等，如果能研制一種在多場景下的智能跟隨的機器人，將能夠解放人類的雙手，使人類的生產、生活和娛樂更加輕松，使人類能夠享受到智能跟隨機器人帶來的便利。

倉儲物流系統(tǒng)中的AGV小車，裝備有電磁或光學等自動導引裝置，能夠沿設定的路線行駛。以色列“靈性機器人”公司利用攝像頭傳感器與驅動裝置，實現(xiàn)行李箱跟隨主人運動。

現(xiàn)有的智能跟隨技術大多是利用GPS定位或視覺跟蹤，但二者都存在著一定的弊端。如GPS定位只適用于室外場景，且民用精度不高；而視覺跟蹤受環(huán)境影響較大，識別精度不高，且受視距傳播限制，無法解決狹小空間的直角轉彎問題。倉儲物流系統(tǒng)常用的AGV小車只能按照固定路線行駛，智能化程度不高。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服上述缺陷，本實用新型提供了實現(xiàn)機器人的跟隨的基于多傳感器的機器人。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術方案為：一種基于多傳感器的機器人，包括機器人本體和人體攜帶裝置，其特征在于：所述的機器人本體包括機器人主控器、測距傳感器，所述的人體攜帶裝置包括攜帶端主控器、導航模塊、通信模塊，導航模塊集成陀螺儀、加速度計和地磁場傳感器，通信模塊將陀螺儀、加速度計和地磁場傳感器檢測到的信息傳輸到機器人本體主控器，測距傳感器檢測到信息傳輸到機器人本體主控器，機器人本體主控器的輸出端連接驅動器，由驅動器控制驅動輪前進、后退與轉向。

所述的通信模塊為藍牙模塊、WIFI模塊、ZigBee模塊、RFID模塊或紅外傳感器。

所述的測距傳感器為超聲傳感器、紅外傳感器或激光傳感器。

機器人本體主控器控制驅動器，而驅動器控制電機，由電機控制驅動輪前進、后退與轉向。

所述導航模塊集成陀螺儀、加速度計和地磁場傳感器，用于快速獲得模塊實時運動姿態(tài)。

由鋰電池為攜帶端主控器、導航模塊、藍牙模塊供電。

相對于現(xiàn)有技術，本實用新型的有益效果為：本實用新型傳感技術、信息技術、通信技術、導航等。智能跟隨機器人以主人隨身攜帶的裝置為跟蹤目標，利用磁場傳感器、陀螺儀、加速度傳感器采集方向及角度信息，通過藍牙收發(fā)模塊傳輸至機器人本體，并輔以超聲波測距模塊、電機驅動模塊，實現(xiàn)機器人的智能跟隨。

智能跟隨機器人可適應餐廳、機場、超市、游樂場、公園、海灘、步行街等室內、室外多種環(huán)境，真正做到解放人類的雙手、雙眼，免除人類操控勞動，具有廣泛的應用、可觀的經濟效益和較大的社會影響力。

附圖說明

圖1為人體攜帶模塊組成示意圖；

圖2為機器人本體的組成示意圖；

其中，1攜帶端電源開關，2鋰電池，3攜帶端主控器，4導航模塊，5藍牙模塊，6機器人主控器，7超聲傳感器，8驅動器，9電機，10電源開關，11機器人本體電源，12驅動輪，13萬向輪。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。

本實用新型為基于多傳感器的智能跟隨機器人，以主人隨身攜帶的裝置為跟蹤目標，利用磁場傳感器、陀螺儀、加速度傳感器、超聲模塊，確定主人與機器人的相對位置，運用BLE技術，傳輸給主控模塊，通過驅動器控制電機轉動，從而實現(xiàn)機器人智能跟隨主人前進、轉彎與后退的功能。

人體攜帶模塊組成如圖1：

由鋰電池2為攜帶端主控器1、導航模塊4、藍牙模塊5供電；導航模塊集成陀螺儀、加速度計、地磁場傳感器，將數據通過藍牙傳輸給機器人主控器6。

機器人本體組成如圖2：

機器人本體接收到藍牙傳輸的人體攜帶端姿態(tài)數據，融合超聲傳感器7檢測到的信息，將控制指令發(fā)送給驅動器8，由驅動器控制驅動輪12前進、后退與轉向。同時，機器人具有急停與避障功能。機器人本體還設有萬向輪13、機器人本體電源11、電源開關10。

為實現(xiàn)機器人自動跟隨主人前進，需先打開機器人本體電源11，使機器人主控器6、驅動器、電機9、超聲傳感器處于工作狀態(tài)，再打開人體攜帶端電源開關1，使陀螺儀與藍牙開始工作。由超聲傳感器檢測到主人與機器人本體的距離，陀螺儀檢測到主人與機器人本體的角度關系，通過藍牙實時傳輸，實時反饋給主控器。當機器人與主人距離大于1米時，機器人跟隨前進，并配有四級調速機制，以實現(xiàn)根據主人行進速度確保機器人有效跟隨；當機器人距主人1米時，停止前進，如果角度不變，則機器人保持靜止；當機器人距主人小于0.5米時，機器人倒退行駛。機器人通過超聲傳感器檢測障礙并附有急停功能。

本實用新型利用陀螺儀、加速度計、地磁場傳感器、超聲傳感器，實現(xiàn)了室內、室外多場景的智能跟隨。

本實用新型使用陀螺儀、加速度計和地磁場傳感器，用于快速獲得模塊實時運動姿態(tài)，將不受室內室外限制，優(yōu)于GPS跟蹤。

本實用新型與攝像頭傳感器相比，不受外部光線影響，可適用光線較暗或亮度不斷變化的場景。

本實用新型不受視距傳播限制，比攝像頭傳感器具有一定的優(yōu)越性，且數據量、數據傳輸速度和數據處理復雜度方面明顯優(yōu)于攝像頭傳感器的跟蹤方式。

本實用新型使用BLE技術，兼顧了低能耗與無線傳輸。

本實用新型使用了陀螺儀、加速度計、地磁、超聲等多種傳感器，達到了較好的跟蹤效果。

本實用新型實現(xiàn)急停與避障不僅僅限于超聲傳感器，其它能實現(xiàn)無線測距的傳感方式如紅外測距、激光測距等方式在本專利保護范圍內；無線傳輸不僅僅只限于BLE技術，其它如WIFI、ZigBee、RFID、紅外等無線傳輸方式在本專利保護范圍內。

還可以運用RSSI技術，在機器人本體放置3個BLE模塊，人體攜帶端放置1個BLE模塊，通過接收到的信號強弱測定信號點與接收點的距離，進而測定人相對于機器人的方位與距離，通過機器人本體的主控器控制機器人行進路線。

上述實施例不以任何形式限制本實用新型，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案，均落在本實用新型的保護范圍。