自主移動(dòng)式智能機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及智能機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種自主移動(dòng)式智能機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]移動(dòng)目標(biāo)跟蹤技術(shù)是智能機(jī)器人領(lǐng)域的重要問(wèn)題之一，它廣泛應(yīng)用于智能交通、人體行為識(shí)別、智能監(jiān)控系統(tǒng)等領(lǐng)域，不僅實(shí)現(xiàn)了人們的智能生活，也解決了在某些惡劣環(huán)境下人體無(wú)法作業(yè)的問(wèn)題。雖然相關(guān)研究已經(jīng)數(shù)十年的歷史，但這個(gè)問(wèn)題目前仍然是計(jì)算機(jī)視覺(jué)、模式識(shí)別、特別是機(jī)器人領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。近幾年來(lái)，隨著運(yùn)動(dòng)人體跟蹤技術(shù)在服務(wù)型機(jī)器人、反恐機(jī)器人等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用的發(fā)展，移動(dòng)目標(biāo)跟蹤技術(shù)逐漸成為計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域中最為前沿的研究方向之一。近年來(lái)，許多學(xué)者通過(guò)提取多種目標(biāo)描述特征或融合多傳感器信息的方法提高復(fù)雜環(huán)境下機(jī)器人目標(biāo)跟蹤的精度。多采用立體視覺(jué)系統(tǒng)，通過(guò)恢復(fù)場(chǎng)景三維信息為系統(tǒng)提供目標(biāo)的有效位置，同時(shí)受光照等環(huán)境因素影響小，因此廣泛應(yīng)用于一些復(fù)雜的跟蹤算法中，目前在跟蹤移動(dòng)目標(biāo)的算法中，多數(shù)是借助于CCD圖像傳感器進(jìn)行的。
[0003]C⑶圖像傳感器特有的工藝，具有低照度效果好、信噪比高、通透感強(qiáng)、色彩還原能力佳等優(yōu)點(diǎn)，在交通、醫(yī)療等高端領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。移動(dòng)機(jī)器人目標(biāo)識(shí)別與跟蹤智能系統(tǒng)，目前多數(shù)借助于CCD圖像傳感器來(lái)完成目標(biāo)的識(shí)別、定位、跟蹤的功能，CCD圖像傳感器雖然功能強(qiáng)大，但是成本也較高，同時(shí)圖像采集、識(shí)別和處理的算法也相對(duì)比較復(fù)雜。
[0004]因此，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種成本低廉、數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單、反應(yīng)迅速的自主移動(dòng)式智能機(jī)器人以克服現(xiàn)有技術(shù)不足甚為必要。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種自主移動(dòng)式智能機(jī)器人，該自主移動(dòng)式智能機(jī)器人具有成本低廉、數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單、反應(yīng)迅速的特點(diǎn)。
[0006]本實(shí)用新型的上述目的通過(guò)以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn):
[0007]—種自主移動(dòng)式智能機(jī)器人，設(shè)置有移動(dòng)主體、通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)輪、電源管理模塊、一組以上的超聲波測(cè)距模塊、電機(jī)控制模塊和主控模塊；
[0008]所述轉(zhuǎn)輪裝配于所述移動(dòng)主體，所述電源管理模塊、超聲波測(cè)距模塊、電機(jī)控制模塊和所述主控模塊設(shè)置于所述移動(dòng)主體，所述電源管理模塊分別與所述超聲波測(cè)距模塊、主控模塊電連接，所述超聲波測(cè)距模塊與所述主控模塊連接，所述主控模塊與所述電機(jī)控制模塊連接，所述電機(jī)控制模塊與所述電機(jī)連接；
[0009]所述超聲波測(cè)距模塊探測(cè)移動(dòng)主體距離障礙物的距離，并將所探測(cè)的信息輸送至主控模塊，主控模塊輸出控制信號(hào)至所述電機(jī)控制模塊，通過(guò)電機(jī)控制模塊控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，從而控制轉(zhuǎn)輪的速度和方向，實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)主體運(yùn)動(dòng)路徑的控制。
[0010]上述超聲波測(cè)距模塊設(shè)置于所述移動(dòng)主體的正前方位置。
[0011 ] 上述自主移動(dòng)式智能機(jī)器人還設(shè)置有紅外追蹤模塊，所述紅外追蹤模塊與所述主控模塊電連接。
[0012]優(yōu)選的，上述主控模塊設(shè)置有型號(hào)為T(mén)X2440A的芯片U1，芯片U1具有GP10接口P2、CAMERA 接口 P1 和 BUS 接口 P7 ;
[0013]所述超聲波測(cè)距模塊設(shè)置為型號(hào)HC-SR04的超聲波測(cè)距模塊；
[0014]所述電機(jī)控制模塊設(shè)置為型號(hào)L298N的芯片U2 ；
[0015]所述紅外追蹤模塊設(shè)置為多個(gè)型號(hào)V51838B的紅外傳感器H ；
[0016]超聲波測(cè)距模塊的引腳TRIG與GP10接口 P2的引腳3、引腳5、引腳7或引腳9對(duì)應(yīng)連接，超聲波測(cè)距模塊的引腳ECHO與GP10接口 P2的引腳4、引腳6、引腳8或引腳10對(duì)應(yīng)連接；
[0017]GP10接口 P2的引腳27與芯片U2的引腳6連接，P10接口 P2的引腳28與芯片U2的引腳11連接；
[0018]BUS接口 P7的引腳2與芯片U2的引腳5連接，BUS接口 P7的引腳1與芯片U2的引腳7連接，BUS接口 P7的引腳4與芯片U2的引腳10連接，BUS接口 P7的引腳3與芯片U2的引腳12連接，芯片U2的引腳1、芯片U2的引腳15和芯片U2的引腳8均接地，芯片U2的引腳2接電機(jī)Ml的正極，芯片U2的引腳3接電機(jī)Ml的負(fù)極，芯片U2的引腳13接電機(jī)M2的正極、芯片U2的引腳14接電機(jī)M2的負(fù)極；
[0019]紅外傳感器H的信號(hào)引腳輸入端與CAMERA接口 P1的引腳11、CAMERA接口 P1的引腳12、CAMERA接口 P1的引腳13、CAMERA接口 P1的引腳18或者CAMERA接口 P1的引腳19對(duì)應(yīng)連接。
[0020]優(yōu)選的，自主移動(dòng)式智能機(jī)器人在移動(dòng)過(guò)程中，進(jìn)行障礙物識(shí)別，具體通過(guò)如下方法進(jìn)行:
[0021]首先，在一個(gè)周期內(nèi)，通過(guò)超聲波測(cè)距模塊進(jìn)行N次距離測(cè)量，3 < N < 6，且N為自然數(shù)，超聲波測(cè)距模塊將所測(cè)得的結(jié)果輸入至所述主控模塊；
[0022]主控模塊判斷所測(cè)得的N次距離值之間的變化誤差，如果距離變化誤差在Scm內(nèi)，S為數(shù)值，10cm，則判定為靜態(tài)障礙物，進(jìn)入避障操作；如果所測(cè)得的距離之間的變化誤差大于Scm，則判定為動(dòng)態(tài)障礙物，進(jìn)入目標(biāo)跟蹤操作。
[0023]所述避障操作具體是:
[0024]當(dāng)檢測(cè)到距離障礙物之間的距離小于安全距離時(shí)，主控模塊輸出控制信號(hào)至所述電機(jī)控制模塊，電機(jī)進(jìn)行停止動(dòng)作使移動(dòng)主體靜止；
[0025]然后主控模塊輸出控制信號(hào)至所述電機(jī)控制模塊，所述電機(jī)控制模塊控制電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，使移動(dòng)主體先后退一段距離然后右拐或者左拐，再繼續(xù)前進(jìn)；
[0026]在繼續(xù)前進(jìn)的過(guò)程中，重新判斷前進(jìn)方向前面是否存在障礙物，并判定障礙物類(lèi)型、采取避障操作或者目標(biāo)跟蹤操作。
[0027]所述目標(biāo)跟蹤操作具體是:
[0028]紅外傳感器H跟蹤移動(dòng)障礙物，主控模塊控制電機(jī)控制模塊，電機(jī)控制模塊控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，使得移動(dòng)主體在保持安全距離的范圍內(nèi)，移動(dòng)主體隨著移動(dòng)障礙物的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行行進(jìn)。
[0029]優(yōu)選的，上述超聲波測(cè)距模塊設(shè)置為三個(gè)或者四個(gè)。
[0030]優(yōu)選的，上述紅外追蹤模塊設(shè)置有五個(gè)型號(hào)V51838B的紅外傳感器H。
[0031]本實(shí)用新型的一種自主移動(dòng)式智能機(jī)器人，設(shè)置有移動(dòng)主體、通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)輪、電源管理模塊、一組以上的超聲波測(cè)距模塊、電機(jī)控制模塊和主控模塊；所述轉(zhuǎn)輪裝配于所述移動(dòng)主體，所述電源管理模塊、超聲波測(cè)距模塊、電機(jī)控制模塊和所述主控模塊設(shè)置于所述移動(dòng)主體，所述電源管理模塊分別與所述超聲波測(cè)距模塊、主控模塊電連接，所述超聲波測(cè)距模塊與所述主控模塊連接，所述主控模塊與所述電機(jī)控制模塊連接，所述電機(jī)控制模塊與所述電機(jī)連接；所述超聲波測(cè)距模塊探測(cè)移動(dòng)主體距離障礙物的距離，并將所探測(cè)的信息輸送至主控模塊，主控模塊輸出控制信號(hào)至所述電機(jī)控制模塊，通過(guò)電機(jī)控制模塊控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，從而控制轉(zhuǎn)輪的速度和方向，實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)主體運(yùn)動(dòng)路徑的控制。該自主移動(dòng)式智能機(jī)器人采用超聲波測(cè)距模塊進(jìn)行障礙物距離測(cè)定，通過(guò)主控模塊輸出控制信號(hào)至電機(jī)控制模塊，通過(guò)電機(jī)控制模塊控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)輪運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的控制，具有成本低廉、數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單、反應(yīng)迅速的特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0032]結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述，但附圖中的內(nèi)容不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的任何限制。
[0033]圖1是本實(shí)用新型一種自主移動(dòng)式智能機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖2是本實(shí)用新型自主移動(dòng)式智能機(jī)器人主控模塊芯片U1的GP10接口 P2的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖3是本實(shí)用新型自主移動(dòng)式智能機(jī)器人主控模塊芯片U1的BUS接口 P7的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖4是本實(shí)用新型自主移動(dòng)式智能機(jī)器人主控模塊芯片U1的CAMERA接口 P1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖5是本實(shí)用新型自主移動(dòng)式智能機(jī)器人的GP10接口 P2與三組超聲波測(cè)距模塊的連接示意圖。
[0038]圖6是本實(shí)用新型自主移動(dòng)式智能機(jī)器人的電機(jī)控制模塊的電路圖。
[0039]圖7是本實(shí)用新型自主移動(dòng)式智能機(jī)器人的CAMERA接口 P1與五個(gè)紅外追蹤模塊的連接示意圖。
[0040]在圖1至圖7中，包括。
[0041]主控模塊100、超聲波測(cè)距模塊200、電機(jī)控制模塊300、
[0042]電機(jī)400、轉(zhuǎn)輪500、紅外追蹤模塊600、電源管理模塊700。
【具體實(shí)施方式】
[0043]結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0044]實(shí)施例1。
[0045]一種自主移動(dòng)式智能機(jī)器人，如圖1所示，設(shè)置有移動(dòng)主體、通過(guò)電機(jī)400驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)輪500、電源管理模塊700、一組以上的超聲波測(cè)距模塊200、電機(jī)控制模塊300和主控模塊 100。
[0046]轉(zhuǎn)輪500裝配于移動(dòng)主體，電源管理模塊700、超聲波測(cè)距模塊200、電機(jī)控制模塊300和主控模塊100設(shè)置于移動(dòng)主體，電源管理模塊700分別與超聲波測(cè)距模塊200、主控模塊100電連接，超聲波測(cè)距模塊200與主控模塊100連接，主控模塊100與電機(jī)控制模塊300連接，電機(jī)控制模塊300與電機(jī)400連接。
[0047]超聲波測(cè)距模塊200探測(cè)移動(dòng)主體距離障礙物的距離，并將所探測(cè)的信息輸送至主控模塊100，主控模塊100輸出控制信號(hào)至電機(jī)控制模塊300，通過(guò)電機(jī)控制模塊300控制電機(jī)400的運(yùn)動(dòng)，從而控制轉(zhuǎn)輪500的速度和方向，實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)主體運(yùn)動(dòng)路徑的控制。
[0048]具體的，超聲波測(cè)距模塊200設(shè)置于移動(dòng)主體的正前方位置，以提高超聲波測(cè)距裝置對(duì)前方障礙物的識(shí)別。為了提高精度，可以設(shè)置多組超聲波測(cè)距模塊200，優(yōu)選設(shè)置為三個(gè)或者四個(gè)，以在多個(gè)位置同時(shí)接收信號(hào)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)主體能夠更快、更穩(wěn)、更安全地避開(kāi)任意方向的障礙物。該自主移動(dòng)式智能機(jī)器人還設(shè)置有紅外追蹤模塊600，紅外追蹤模塊600與主控模塊100電連接。通過(guò)紅外追蹤模塊600，可以對(duì)前方的目標(biāo)移動(dòng)物進(jìn)行跟蹤。
[0049]具體的，主控模塊100設(shè)置有型號(hào)為T(mén)X2440A的芯片U1，芯片U1具有GP10接口P2、CAMERA接口 P1和BUS接口 P7，如圖2、圖3、圖4所示。