專利名稱：導游機器人的自主導航系統的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種導游機器人的自主導航系統，屬于移動機器人技術領域。
背景技術：
對于博物館、科技館、展覽館等場所，所展示的內容一般專業(yè)性都很強，如果沒有講解，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這么大的工作量。因此人們考慮采用導游機器人來完成這樣的工作。但是目前移動機器人的技術水平還不能完全解決機器人的自定位問題，也就是說機器人無法完全精確確定自己在工作環(huán)境中的位置，同時無法面對動態(tài)、復雜的工作環(huán)境。因此目前的導游機器人的功能定位還比較低，只能實現有限的工作，主要設置在場館的入口位置，承擔迎賓和介紹場館分布的任務
發(fā)明內容
為了克服現有技術的不足，本發(fā)明提供一種導游機器人的自主導航系統，設置了工作路徑識別的路徑識別模塊和工作地點識別的節(jié)點識別模塊，機器人可以沿著設定路線前進，到達節(jié)點位置就進行講解和介紹。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是: 導游機器人的自主導航系統，包括提供穩(wěn)定電源的電源管理模塊，進行集中處理的控制器，進行狀態(tài)顯示和界面操作的人機界面模塊，進行自由移動的行走驅動模塊，進行障礙物檢測以避免碰撞的障礙物檢測模塊，進行語音播放和語音指令識別的語音模塊，以及與充電裝置進行充電連接的充電對接裝置，所述的人機界面模塊，行走驅動模塊、語音模塊和充電對接裝置與所述的控制器連接，還包括進行工作路徑識別的路徑識別模塊，所述的路徑識別模塊與所述的控制器連接；進行工作地點識別的節(jié)點識別模塊，所述的節(jié)點識別模塊與所述的控制器連接。
所述的路徑識別模塊設置為攝像機模塊，可識別地面的圖形或者顏色。
所述的路徑識別模塊設置為金屬導線識別模塊，可以識別埋在地面上的金屬導線。
所述的節(jié)點識別模塊，設置磁感應識別裝置，識別采用磁鐵，磁鋼和磁條設置的節(jié)點特征。
所述的節(jié)點識別模塊，設置紅外識別裝置，識別采用紅外線設置的節(jié)點特征。
本發(fā)明的有益效果主要表現在:1、可識別工作路徑和工作節(jié)點，順利完成導游任務；2、對系統性能要求不高，可行性高。


圖1是導游機器人的自主導航系統的工作示意圖； 圖2是導游機器人的自主導航系統的系統框圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述。
參照圖1 一 2，導游機器人的自主導航系統，包括提供穩(wěn)定電源的電源管理模塊3，進行集中處理的控制器2，進行狀態(tài)顯示和界面操作的人機界面模塊4，進行自由移動的行走驅動模塊5，進行障礙物檢測以避免碰撞的障礙物檢測模塊6，進行語音播放和語音指令識別的語音模塊9，以及與充電裝置進行充電連接的充電對接裝置10，所述的人機界面模塊4，行走驅動模塊5、語音模塊9和充電對接裝置10與所述的控制器2連接。
所述的控制器2具有運算、控制功能，內部設置程序存儲器和數據存儲器，可放置預先編寫的程序。
所述的電源管理模塊3包括可充電電池，為系統提供電壓穩(wěn)定的電源，還負責進行充電管理，即實時檢測電池電壓，如果電壓不足立即通知所述的控制器2進行充電；充電過程中，所述的電源管理模塊3進行充電控制，負責控制充電電流和充電結束判斷。
所述的人機界面模塊4負責進行狀態(tài)顯示和用戶指令的輸入，可設置輸入設備，比如鍵盤、觸摸屏；輸出設備可設置IXD顯示屏、蜂鳴器、LED燈。
所述的行走驅動模塊5用于控制左驅動電機和右驅動電機的旋轉方向和旋轉速度。所述的左驅動電機和右驅動電機帶動兩個驅動輪旋轉，從而驅動所述的導游機器人I以任意軌跡移動。
所述的障礙物檢測模塊6負責檢測工作環(huán)境的障礙物情況，用于所述的導游機器人I的路徑規(guī)劃和避障。所述的障礙物檢測模塊6可采用超聲波傳感器組成超聲波障礙物檢測裝置，也可采用紅外測距傳感器組成紅外障礙物檢測裝置，或者采用兩種傳感器進行組合。
所述的語音模塊9設置語音合成模塊和語音識別模塊，所述的語音合成模塊用于生成與展覽內容相關的語音講解內容，所述的語音識別模塊用于進行簡單語音指令的識別。
所述的充電對接裝置10用于在所述的可充電電池用盡以后，與外部充電電源進行連接的設備。
還包括進行工作路徑識別的路徑識別模塊7，所述的路徑識別模塊7與所述的控制器2連接。由于現有技術水平，還不能實現所述的導游機器人I在復雜、動態(tài)環(huán)境中自主導航，因此需要給所述的導游機器人I設置固定的工作路徑。
可以鋪設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，從而確定所述的導游機器人I的工作路徑。因此，所述的路徑識別模塊7設置為攝像機模塊，可識別地面的圖形或者顏色。所述的攝像機模塊拍攝地面的圖像，并進行處理，提取其中的色帶，根據色帶在圖像中的位置和角度，所述的導游機器人I調整自己的行走方向。
也可以在地面鋪設金屬導線，以金屬導線作為所述的導游機器人I的工作路徑。因此所述的路徑識別模塊7設置為金屬導線識別模塊，可以識別埋在地面上的金屬導線。所述的導游機器人I根據所述的金屬導線識別模塊的輸出數據，調整自己的行走方向。
還包括進行工作地點識別的節(jié)點識別模塊8，所述的節(jié)點識別模塊8與所述的控制器2連接。所述的工作節(jié)點也就是指需要所述的導游機器人I停下來進行現場講解或者介紹的地點。為了讓所述的導游機器人I檢測到工作路線上每個工作節(jié)點的位置，需要在工作節(jié)點上設置特征標志。
可以在所述的工作節(jié)點上設置磁鐵，磁鋼或者磁條作為特征標志，因此所述的節(jié)點識別模塊8設置為磁感應識別裝置。當所述的導游機器人I經過所述的工作節(jié)點時，所述的節(jié)點識別模塊8輸出有效信號給所述的控制器2。
也可以在所述的工作節(jié)點上設置紅外發(fā)射裝置作為特征標志，因此所述的節(jié)點識別模塊8設置為紅外識別裝置。當所述的導游機器人I經過所述的工作節(jié)點時，所述的節(jié)點識別模塊8輸出有效信號給所述的控制器2。
綜上所述，本發(fā)明提供一種導游機器人的自主導航系統，設置了進行工作路徑識別的路徑識別模塊和工作地點識別的節(jié)點識別模塊，機器人可以沿著設定工作路線前進，到達節(jié)點位置就進行講解和介紹。因此，該系統可以可靠實現工作路徑和工作節(jié)點的識別，順利完成導游任務，并且對系統性能要求不高，可行性高，成本低。
權利要求
1.導游機器人的自主導航系統，包括提供穩(wěn)定電源的電源管理模塊，進行集中處理的控制器，進行狀態(tài)顯示和界面操作的人機界面模塊，進行自由移動的行走驅動模塊，進行障礙物檢測以避免碰撞的障礙物檢測模塊，進行語音播放和語音指令識別的語音模塊，以及與充電裝置進行充電連接的充電對接裝置，所述的人機界面模塊，行走驅動模塊、語音模塊和充電對接裝置與所述的控制器連接，其特征在于:還包括進行工作路徑識別的路徑識別模塊，所述的路徑識別模塊與所述的控制器連接；進行工作地點識別的節(jié)點識別模塊，所述的節(jié)點識別模塊與所述的控制器連接。
2.如權利要求1所述的導游機器人的自主導航系統，其特征在于:所述的路徑識別模塊設置為攝像機模塊，可識別地面的圖形或者顏色。
3.如權利要求1所述的導游機器人的自主導航系統，其特征在于:所述的路徑識別模塊設置為金屬導線識別模塊，可以識別埋在地面上的金屬導線。
4.如權利要求1所述的導游機器人的自主導航系統，其特征在于:所述的節(jié)點識別模塊，設置磁感應識別裝置，識別采用磁鐵，磁鋼或者磁條設置的節(jié)點特征。
5.如權利要求1所述的導游機器人的自主導航系統，其特征在于:所述的節(jié)點識別模塊，設置紅外識別裝置，識別采用紅外線設置的節(jié)點特征。
全文摘要
公開一種導游機器人的自主導航系統，包括電源管理模塊，控制器，進行狀態(tài)顯示和界面操作的人機界面模塊，進行自由移動的行走驅動模塊，進行障礙物檢測以避免碰撞的障礙物檢測模塊，進行語音播放和語音指令識別的語音模塊，以及與充電裝置進行充電連接的充電對接裝置，所述的人機界面模塊，行走驅動模塊、語音模塊和充電對接裝置與所述的控制器連接，還包括進行工作路徑識別的路徑識別模塊，所述的路徑識別模塊與所述的控制器連接，進行工作地點識別的節(jié)點識別模塊，所述的節(jié)點識別模塊與所述的控制器連接。所述的路徑識別模塊設置為攝像機模塊，或者設置為金屬導線識別模塊。所述的節(jié)點識別模塊，設置磁感應識別裝置，或者設置紅外識別裝置。
文檔編號G05D1/02GK103163885SQ20131006048
公開日2013年6月19日 申請日期2013年2月27日 優(yōu)先權日2013年2月27日
發(fā)明者程曉東, 劉瑜, 方曙光 申請人:慈溪邁思特電子科技有限公司