CN106393109A - 跟步行走机器人及其自主行走方法 - Google Patents

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夏泽宇
方宁
陈牧遥
方天翼
陈斌
何迎春
宋杨
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    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
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    • B25J9/1697—Vision controlled systems
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Abstract

本发明涉及一种跟步行走机器人及其自主行走方法，包括：底座和安装在底座上方的载物空间，底座侧面设有至少一个影像装置，底座底部同心的嵌有圆形的轮盘，轮盘底面设置有若干个滚轮，载物空间通过底座和设置在底座上表面的挡板合围形成，挡板为圆筒斜切后形成的弧形板，弧形板底部的圆弧线长度大于顶部的圆弧线长度，弧形板底部嵌入底座的圆槽内，弧形板能够以底座的轴心线为旋转中心沿圆槽旋转。机器人跟步对象上设置识别标签，影像装置朝向识别标签，其特征在于，跟步对象在机器人前方移动时，影像装置通过扫描识别标签确定跟步对象与自身的方位和间距，并通过方位和间距信息跟步。

Description

跟步行走机器人及其自主行走方法
技术领域
本发明涉及一种行走机器人，尤其涉及一种跟步行走机器人及其自主行走方法。
背景技术
特定人群，如行走不便的人群，如果使用机器人的辅助，行走会变得比较方便，特别是携带搬运重物行李等时，更需要机器人的辅助。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种跟步行走机器人及其自主行走方法。
为达到上述目的，本发明采用的第一种技术方案为：一种跟步行走机器人，包括：底座和安装在底座上方的载物空间，其特征在于，所述底座侧面设有至少一个影像装置，所述底座底部同心的嵌有圆形的轮盘，所述轮盘底面设置有若干个滚轮，所述载物空间通过底座和设置在底座上表面的挡板合围形成，所述挡板为圆筒斜切后形成的弧形板，所述弧形板底部的圆弧线长度大于顶部的圆弧线长度，所述弧形板底部嵌入所述底座的圆槽内，所述弧形板能够以所述底座的轴心线为旋转中心沿圆槽旋转。
本发明一个较佳实施例中，所述底座上表面设置两个同心设置的圆槽，每个圆槽内各设置一个弧形板。
本发明一个较佳实施例中，所述轮盘能够被所述驱动装置驱动与所述底座发生相对旋转。
本发明一个较佳实施例中，所述轮盘上设置有四个滚轮，且至少有两个滚轮连接驱动装置。
本发明一个较佳实施例中，所述底座侧面设有两个影像装置，两个所述影像装置均为摄像头，两个摄像头分别设置在所述底座侧面相对的位置。
本发明采用的第二种技术方案为：一种跟步行走机器人的自主行走方法，机器人跟步对象上设置识别标签，影像装置朝向识别标签，其特征在于，跟步对象在机器人前方移动时，影像装置通过扫描识别标签确定跟步对象与自身的方位和间距，并通过方位和间距信息跟步。
本发明一个较佳实施例中，通过视觉深度原理比对影像设备实际取照中的识别标签与预存图像的识别标签大小关系。
本发明一个较佳实施例中，实际取照中的识别标签面积大小与预存图像的识别标签面积大小之比为N，N小于预设值时，机器人向后运动，远离跟步对象；N等于预设值时，机器人停止运动；N大于预设值时，机器人向前运动，靠近跟步对象。
本发明一个较佳实施例中，所述识别标签为水平环绕设置在跟步对象底端，所述标签上设置若干条水平识别线，相邻两条水平识别线之间的间距一定。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
（1）通过设置轮盘和滚轮，实现了机器人可以自主转向和行走的硬件条件，通过一定的控制方法，控制轮盘便是控制方向，控制滚轮便是控制移动。
（2）通过设置弧形板，重物可以从弧形板底部的缺口处放到底座上表面，而通过调节两个弧形板，使二者相互错开，便可以形成一个封闭性更好的只有上开口的载物空间。
（3）摄像头可以通过扫描识别标签，进而辨认跟步对象，锁定跟步对象。
（4）识别标签上的相邻水平识别线之间的间距通过视觉深度可以辨别，同时即使是识别标签的表面不平行于摄像头，但是其两者这件基本是位于同一水平面内，视觉深度的影响不会造成水平识别线之间的距离形变。视觉深度的原理是物体距离观察本体越远，成像越小；物体距离观察本体越近，成像越大；观察本体可以是摄像头或人眼，本发明中为摄像头。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；
图1是本发明的第一种优选实施例的两弧形板分开状态的立体结构图；
图2是本发明的第一种优选实施例的两弧形板重合状态的立体结构图；
图3是本发明的第一种优选实施例的底座的仰视图；
图中：1、底座，2、圆槽，3、弧形板，4、轮盘，5、滚轮，6、压摄像头。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1、图2和图3所示，一种跟步行走机器人，包括：底座1和安装在底座1上方的载物空间，底座1侧面设有至少一个影像装置，底座1底部同心的嵌有圆形的轮盘4，轮盘4底面设置有若干个滚轮5，载物空间通过底座1和设置在底座1上表面的挡板合围形成，挡板为圆筒斜切后形成的弧形板3，弧形板3底部的圆弧线长度大于顶部的圆弧线长度，弧形板3底部嵌入底座1的圆槽2内，弧形板3能够以底座1的轴心线为旋转中心沿圆槽2旋转。
通过设置轮盘4和滚轮5，实现了机器人可以自主转向和行走的硬件条件，通过一定的控制方法，控制轮盘4便是控制方向，控制滚轮5便是控制移动。
通过设置弧形板3，重物可以从弧形板3底部的缺口处放到底座1上表面，而通过调节两个弧形板3，使二者相互错开，便可以形成一个封闭性更好的只有上开口的载物空间。
通过设置弧形板3，重物可以从弧形板3底部的缺口处放到底座1上表面，而通过调节两个弧形板3，使二者相互错开，便可以形成一个封闭性更好的只有上开口的载物空间。
底座1上表面设置两个同心设置的圆槽2，每个圆槽2内各设置一个弧形板3。
轮盘4能够被驱动装置驱动与底座1发生相对旋转。
轮盘4上设置有四个滚轮5，且至少有两个滚轮5连接驱动装置。
底座1侧面设有两个影像装置，两个影像装置均为摄像头6，两个摄像头6分别设置在底座1侧面相对的位置。
一种跟步行走机器人的自主行走方法，机器人跟步对象上设置识别标签，影像装置朝向识别标签，跟步对象在机器人前方移动时，影像装置通过扫描识别标签确定跟步对象与自身的方位和间距，并通过方位和间距信息跟步。
通过视觉深度原理比对影像设备实际取照中的识别标签与预存图像的识别标签大小关系。摄像头6可以通过扫描识别标签，进而辨认跟步对象，锁定跟步对象。
实际取照中的识别标签面积大小与预存图像的识别标签面积大小之比为N，N小于预设值时，机器人向后运动，远离跟步对象；N等于预设值时，机器人停止运动；N大于预设值时，机器人向前运动，靠近跟步对象。
识别标签为水平环绕设置在跟步对象底端，标签上设置若干条水平识别线，相邻两条水平识别线之间的间距一定。识别标签上的相邻水平识别线之间的间距通过视觉深度可以辨别，同时即使是识别标签的表面不平行于摄像头6，但是其两者这件基本是位于同一水平面内，视觉深度的影响不会造成水平识别线之间的距离形变。视觉深度的原理是物体距离观察本体越远，成像越小；物体距离观察本体越近，成像越大；观察本体可以是摄像头6或人眼，本发明中为摄像头6。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (9)

1.一种跟步行走机器人，包括：底座和安装在底座上方的载物空间，其特征在于，所述底座侧面设有至少一个影像装置，所述底座底部同心的嵌有圆形的轮盘，所述轮盘底面设置有若干个滚轮，所述载物空间通过底座和设置在底座上表面的挡板合围形成，所述挡板为圆筒斜切后形成的弧形板，所述弧形板底部的圆弧线长度大于顶部的圆弧线长度，所述弧形板底部嵌入所述底座的圆槽内，所述弧形板能够以所述底座的轴心线为旋转中心沿圆槽旋转。
2.根据权利要求1所述的跟步行走机器人，其特征在于：所述底座上表面设置两个同心设置的圆槽，每个圆槽内各设置一个弧形板。
3.根据权利要求1所述的跟步行走机器人，其特征在于：所述轮盘能够被所述驱动装置驱动与所述底座发生相对旋转。
4.根据权利要求1所述的跟步行走机器人，其特征在于：所述轮盘上设置有四个滚轮，且至少有两个滚轮连接驱动装置。
5.根据权利要求1所述的跟步行走机器人，其特征在于：所述底座侧面设有两个影像装置，两个所述影像装置均为摄像头，两个摄像头分别设置在所述底座侧面相对的位置。
6.一种如权利要求1所述跟步行走机器人的自主行走方法，机器人跟步对象上设置识别标签，影像装置朝向识别标签，其特征在于，跟步对象在机器人前方移动时，影像装置通过扫描识别标签确定跟步对象与自身的方位和间距，并通过方位和间距信息跟步。
7.根据权利要求6所述的自主行走方法，其特征在于：通过视觉深度原理比对影像设备实际取照中的识别标签与预存图像的识别标签大小关系。
8.根据权利要求7所述的自主行走方法，其特征在于：实际取照中的识别标签面积大小与预存图像的识别标签面积大小之比为N，N小于预设值时，机器人向后运动，远离跟步对象；N等于预设值时，机器人停止运动；N大于预设值时，机器人向前运动，靠近跟步对象。
9.根据权利要求6所述的自主行走方法，其特征在于：所述识别标签为水平环绕设置在跟步对象底端，所述标签上设置若干条水平识别线，相邻两条水平识别线之间的间距一定。
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