CN112327868A - 一种智能机器人自动导航*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能机器人自动导航***,包括内部传感器组件、外部传感器组件和主控***;内部传感器组件用与检测机器人的状态信息,外部传感器组件用于检测机器运动过程中的环境信息;外部传感器组件包括视觉组件、触觉组件、听觉组件和嗅觉组件,视觉组件包括两组视觉摄像机,用于拍摄运行场景的路径信息;触觉组件包括接触传感器、压力传感器,滑觉传感器;听觉组件包括光纤振动传感器、电容式振动传感器、动圈式振动传感器;嗅觉传感器包括气敏传感器和化学传感器;主控***用于接收外部传感器组件检测的到信息,并且建立带有运行场景的三维模型,规划运行路径,并且根据新检测到的信息进行路径的更改。本发明保证路径规划准确。
Description
技术领域
本发明涉及机器人导航***领域,具体涉及一种智能机器人自动导航***。
背景技术
在智能机器人的研究中,导航是一个十分重要的问题。从某种意义上来说,导航是智能机器人的核心技术,也是其实现真正的智能化和完全自主移动的关键技术。智能机器人导航研究的目标就是在没有人干预的情况下使其有目的地移动并完成特定任务、进行特定操作。智能机器人的导航方式有很多种 ,例如惯性导航、视觉导航、传感器数据导航、GPS定位导航以及卫星导航等等。而这些导航方式分别适用于各种不同的环境,包括室内和室外环境,结构化环境与非结构化环境。
视觉方法是近年发展起来的一种先进的导航方法。在机器人视觉导航的研究中,提出利用视觉检测路标来进行机器人导航的方法。还有通过识别路径引导线和标志信息来为移动机器人提供视觉导航。利用神经网络来完成机器人的视觉导航。
传统的视觉导航方法几乎都是在绝对位置上进行考虑的,导航模式单一,由此会导致路径规划的不正确,对于断开的路径更无法做出正确的路径规划,从而使得机器人的导航无法正确进行下去。
发明内容
本发明提出了一种智能机器人自动导航***,解决了传统的视觉导航方法几乎都是在绝对位置上进行考虑的,导航模式单一,由此会导致路径规划的不正确,对于断开的路径更无法做出正确的路径规划,从而使得机器人的导航无法正确进行下去的问题。
本发明的技术方案是这样实现的:
一种智能机器人自动导航***,包括内部传感器组件、外部传感器组件和主控***;所述内部传感器组件用与检测机器人的状态信息,所述外部传感器组件用于检测机器运动过程中的环境信息;
所述外部传感器组件包括视觉组件、触觉组件、听觉组件和嗅觉组件,所述视觉组件包括两组视觉摄像机,用于拍摄运行场景的路径信息;所述触觉组件包括接触传感器、压力传感器,滑觉传感器;所述听觉组件包括光纤振动传感器、电容式振动传感器、动圈式振动传感器;所述嗅觉传感器包括气敏传感器和化学传感器;
所述主控***用于接收外部传感器组件检测的到信息,并且建立带有运行场景的三维模型,规划运行路径,并且根据新检测到的信息进行路径的更改。
优选的,所述主控***中设置PLC编辑模块和时钟模块,所述PLC编辑模块与所述时钟模块电性连接,且所述PLC编辑模块用于规划所述外部传感器组件采集信息的时间间隔。
优选的,所述内部传感器包括速度传感器,角度传感器和位置传感器,所述位置传感器接收和传输机器人现实坐标位置,所述角度传感器用于记录机器人的运行方向,所述速度传感记录机器人的运行速度。
优选的,所述外部传感器组件还包括辅助感组件,所述辅助感组件包括超声波传感器和光电式传感器,用于探测路径上障碍物。
优选的,两组所述视觉摄像机采用ccd高清摄像头,并且采用基于纵向约束的标定方法来标定目标坐标和场景坐标。
优选的,所述主控***内还设置有坐标系转换模块,所述坐标系转换模块将机器人的现实坐标和视觉摄像机采集到视觉坐标进行整合,整合数据后在三维模型中建立机器人的标准坐标。
优选的,所述光电式传感器包括激光传感器和红外传感器,所述激光传感器和红外传感器与所述主控***电性连接。
优选的,所述主控***还外接usb接口,用于录入控制数据和外输信息数据。
本发明的有益效果是,
本发明内部传感器组件、外部传感器组件和主控***;内部传感器组件用与检测机器人的状态信息,外部传感器组件用于检测机器运动过程中的环境信息;外部传感器组件包括视觉组件、触觉组件、听觉组件和嗅觉组件,视觉组件包括两组视觉摄像机,用于拍摄运行场景的路径信息;触觉组件包括接触传感器、压力传感器,滑觉传感器;听觉组件包括光纤振动传感器、电容式振动传感器、动圈式振动传感器;嗅觉传感器包括气敏传感器和化学传感器;主控***用于接收外部传感器组件检测的到信息,并且建立带有运行场景的三维模型,规划运行路径,并且根据新检测到的信息进行路径的更改。通过设置多个传感器组件,让机器人形成多个视觉感官,多种导航,采用立体的三维模型,形成如人体类似的器官,保证路径规划准确,当前方路径阻断,可以实时更改路径。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明智能机器人自动导航***的***框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参照图1,一种智能机器人自动导航***,包括内部传感器组件、外部传感器组件和主控***;内部传感器组件用与检测机器人的状态信息,外部传感器组件用于检测机器运动过程中的环境信息;
外部传感器组件包括视觉组件、触觉组件、听觉组件和嗅觉组件,视觉组件包括两组视觉摄像机,用于拍摄运行场景的路径信息;触觉组件包括接触传感器、压力传感器,滑觉传感器;听觉组件包括光纤振动传感器、电容式振动传感器、动圈式振动传感器;嗅觉传感器包括气敏传感器和化学传感器;通过设置两组视觉摄像机,将现场画面形成立体的图像,保证视觉坐标的准确性。
主控***用于接收外部传感器组件检测的到信息,并且建立带有运行场景的三维模型,规划运行路径,并且根据新检测到的信息进行路径的更改。
主控***中设置PLC编辑模块和时钟模块,PLC编辑模块与时钟模块电性连接,且PLC编辑模块用于规划外部传感器组件采集信息的时间间隔。例如,机器人在走动过程中,为了保证路径的准确,也为了降低机器人内部主控***的负担,设置时钟模块,可以采用5s或者10s一次数据的采集,重新建模,然后重新规划路径,保证机器人更高的性能和使用寿命。
内部传感器包括速度传感器,角度传感器和位置传感器,位置传感器接收和传输机器人现实坐标位置,角度传感器用于记录机器人的运行方向,速度传感记录机器人的运行速度。
外部传感器组件还包括辅助感组件,辅助感组件包括超声波传感器和光电式传感器,用于探测路径上障碍物。
两组视觉摄像机采用ccd高清摄像头,并且采用基于纵向约束的标定方法来标定目标坐标和场景坐标。
主控***内还设置有坐标系转换模块,坐标系转换模块将机器人的现实坐标和视觉摄像机采集到视觉坐标进行整合,整合数据后在三维模型中建立机器人的标准坐标。
光电式传感器包括激光传感器和红外传感器,激光传感器和红外传感器与主控***电性连接。红外传感器利用红外官员照射到目标物体上,通过检测光强变化来判断物体的距离信息。根据工作方式的不同,可以分为直射式和反射式两种,前者需要将接收器放置到物体上,容易受到物体遮挡,本实施例采用反射式。激光传感器的原理式将激光光束发射出去,然后根据接收到的从目标反射回来的信号时间差,计算得到其对应的距离数值,加上一个扫描的装置后就可以构成激光雷达,其可以获取目标距离,方位,速度,姿态甚至形状参数。
主控***还外接usb接口,用于录入控制数据和外输信息数据,机器人式高价值的产物,为了避免人为破坏追溯等,可以通过usb接口外接监控设备,给人以警示。
本申请机器人在三维模型中运行时,首先通过目标识别技术将模型场景进行区域划分,分割处机器人可以通行的路径,并且标记出区分的路径,选择优选路径。从而保证机器人通行。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种智能机器人自动导航***,其特征在于,包括内部传感器组件、外部传感器组件和主控***;所述内部传感器组件用与检测机器人的状态信息,所述外部传感器组件用于检测机器运动过程中的环境信息;
所述外部传感器组件包括视觉组件、触觉组件、听觉组件和嗅觉组件,所述视觉组件包括两组视觉摄像机,用于拍摄运行场景的路径信息;所述触觉组件包括接触传感器、压力传感器,滑觉传感器;所述听觉组件包括光纤振动传感器、电容式振动传感器、动圈式振动传感器;所述嗅觉传感器包括气敏传感器和化学传感器;
所述主控***用于接收外部传感器组件检测的到信息,并且建立带有运行场景的三维模型,规划运行路径,并且根据新检测到的信息进行路径的更改。
2.如权利要求1所述的智能机器人自动导航***,其特征在于,所述主控***中设置PLC编辑模块和时钟模块,所述PLC编辑模块与所述时钟模块电性连接,且所述PLC编辑模块用于规划所述外部传感器组件采集信息的时间间隔。
3.如权利要求1所述的智能机器人自动导航***,其特征在于,所述内部传感器包括速度传感器,角度传感器和位置传感器,所述位置传感器接收和传输机器人现实坐标位置,所述角度传感器用于记录机器人的运行方向,所述速度传感记录机器人的运行速度。
4.如权利要求1所述的智能机器人自动导航***,其特征在于,所述外部传感器组件还包括辅助感组件,所述辅助感组件包括超声波传感器和光电式传感器,用于探测路径上障碍物。
5.如权利要求3所述的智能机器人自动导航***,其特征在于,两组所述视觉摄像机采用ccd高清摄像头,并且采用基于纵向约束的标定方法来标定目标坐标和场景坐标。
6.如权利要求5所述的智能机器人自动导航***,其特征在于,所述主控***内还设置有坐标系转换模块,所述坐标系转换模块将机器人的现实坐标和视觉摄像机采集到视觉坐标进行整合,整合数据后在三维模型中建立机器人的标准坐标。
7.如权利要求5所述的智能机器人自动导航***,其特征在于,所述光电式传感器包括激光传感器和红外传感器,所述激光传感器和红外传感器与所述主控***电性连接。
8.如权利要求1所述的智能机器人自动导航***,其特征在于,所述主控***还外接usb接口,用于录入控制数据和外输信息数据。
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