本發(fā)明涉及智能機(jī)器人領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)器人智能跟隨系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類社會(huì)的進(jìn)步，智能化技術(shù)日益深入到人們的日常的生活當(dāng)中，給人們的生活帶來(lái)了極大的便利。在智能化的大軍當(dāng)中，智能跟隨的領(lǐng)域目前在國(guó)內(nèi)尚屬空白，而智能跟隨與人們的便利生活密不可分。因此，增強(qiáng)人機(jī)交互的智能性是目前機(jī)器人領(lǐng)域探討的熱點(diǎn)之一。智能跟隨是移動(dòng)機(jī)器人的研究領(lǐng)域中占主要部分的應(yīng)用需求，且實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人智能跟隨可追蹤特定服務(wù)目標(biāo)用戶，更好實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的智能性，完成用戶發(fā)出的指定任務(wù)。目前移動(dòng)機(jī)器人的跟隨方式有基于紅外處理以及基于超聲波、GPS、藍(lán)牙、wifi及視覺跟隨等的跟隨技術(shù)，但多處于理論階段，實(shí)踐效果并不好。比如：若采用基于超聲波的跟隨技術(shù)，其可探測(cè)的距離較短，且在探測(cè)范圍內(nèi)難以辨別出不同目標(biāo)，無(wú)法做到跟蹤特定目標(biāo)任務(wù)；同樣如果只采用基于紅外處理的跟隨技術(shù)，因?yàn)橹本€視距和傳輸距離較短這兩大主要缺點(diǎn)使其紅外線定位的效果很差，而且紅外線定位技術(shù)無(wú)法分辨是人還是動(dòng)物，不能有效避障，也難以確定特定的目標(biāo)人物；拿Wi-Fi定位來(lái)說，由于Wi-Fi的頻段在2.4GHz，因此其波長(zhǎng)本身就在7～12cm左右，由波長(zhǎng)帶來(lái)的誤差不可忽略，因此Wi-Fi定位精度較低；GPS定位技術(shù)的精度局限性，基于此技術(shù)的跟隨距離要求比較遠(yuǎn)，甚至定位偏差導(dǎo)致的跟隨丟失問題；基于藍(lán)牙在多處于理論階段，時(shí)間效果有待提高；基于視覺跟隨，任務(wù)設(shè)備攜帶攝像頭，對(duì)獲取的圖面進(jìn)行識(shí)別與捕捉，同時(shí)獲得與目標(biāo)的相對(duì)距離，通過算法融合，不斷調(diào)整這個(gè)相對(duì)距離完成跟隨，但實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，對(duì)于多個(gè)類似目標(biāo)出現(xiàn)的時(shí)候也容易辨識(shí)不夠精確，甚至于無(wú)法辨識(shí)導(dǎo)致目標(biāo)丟失的情況出現(xiàn)。所以只采用簡(jiǎn)單的一種處理跟隨技術(shù)會(huì)無(wú)法確定特定的目標(biāo)人物，即便識(shí)別出了目標(biāo)物，目標(biāo)人物的跟蹤也容易受到干擾，易丟失目標(biāo)物。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于背景技術(shù)中提到的實(shí)際問題，本發(fā)明提供一種機(jī)器人智能跟隨系統(tǒng)。

本發(fā)明的具體內(nèi)容為：

一種機(jī)器人智能跟隨系統(tǒng)，包括：機(jī)器人本體、目標(biāo)對(duì)象；

控制系統(tǒng)，用于接收目標(biāo)識(shí)別裝置識(shí)別信號(hào)及第一射頻裝置與第二射頻裝置所對(duì)應(yīng)的射頻收發(fā)裝置的射頻采集信號(hào)，并對(duì)所述設(shè)備識(shí)別信號(hào)及射頻采集信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而確定所述智能跟隨的目標(biāo)對(duì)象；

目標(biāo)識(shí)別裝置，所述目標(biāo)識(shí)別裝置設(shè)置于機(jī)器人本體上，用于尋找并識(shí)別目標(biāo)對(duì)象，并測(cè)量機(jī)器人本體與目標(biāo)對(duì)象的距離和角度；

第一射頻裝置，設(shè)置于機(jī)器人本體上；

第二射頻裝置，設(shè)置于目標(biāo)對(duì)象上；

所述第一射頻裝置與第二射頻裝置為對(duì)應(yīng)射頻收發(fā)裝置，用于識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并測(cè)量機(jī)器人本體與目標(biāo)對(duì)象之間的距離；

優(yōu)選地，所述目標(biāo)識(shí)別裝置為激光雷達(dá)或雙目攝像頭；

優(yōu)選地，所述第一射頻裝置與第二射頻裝置為對(duì)應(yīng)RFID射頻收發(fā)裝置；

優(yōu)選地，所述目標(biāo)識(shí)別裝置通過安裝于機(jī)器人本體上的電機(jī)帶動(dòng)通過360度旋轉(zhuǎn)掃描方式尋找識(shí)別目標(biāo)對(duì)象，并測(cè)量所屬目標(biāo)對(duì)象與機(jī)器人本體的距離及角度；

優(yōu)選地，所述控制系統(tǒng)的控制方法為：

以機(jī)器人本體所在位置及平面為坐標(biāo)原點(diǎn)及坐標(biāo)平面；

目標(biāo)識(shí)別裝置通過掃描方式尋找識(shí)別目標(biāo)對(duì)象，并測(cè)量機(jī)器人本體與目標(biāo)對(duì)象之間的距離與角度；

第一射頻裝置與第二射頻裝置通過射頻收發(fā)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象，并測(cè)量機(jī)器人本體與目標(biāo)對(duì)象之間的距離；

對(duì)比目標(biāo)識(shí)別裝置所識(shí)別的目標(biāo)對(duì)象及第一射頻裝置與第二射頻裝置所識(shí)別的目標(biāo)對(duì)象，控制系統(tǒng)通過比較確定所需要的目標(biāo)對(duì)象并控制機(jī)器人本體向目標(biāo)對(duì)象移動(dòng)；

優(yōu)選地，對(duì)比目標(biāo)識(shí)別裝置所識(shí)別的目標(biāo)對(duì)象及第一射頻裝置與第二射頻裝置所識(shí)別的目標(biāo)對(duì)象，控制系統(tǒng)通過比較確定所需要的目標(biāo)對(duì)象并控制機(jī)器人本體向目標(biāo)對(duì)象移動(dòng)；

具體為：目標(biāo)識(shí)別裝置所識(shí)別的目標(biāo)對(duì)象為一個(gè)，并與第一射頻裝置與第二射頻裝置所識(shí)別的目標(biāo)對(duì)象一致，則控制系統(tǒng)控制機(jī)器人本體向目標(biāo)對(duì)象移動(dòng)；

優(yōu)選地，對(duì)比目標(biāo)識(shí)別裝置所識(shí)別的目標(biāo)對(duì)象及第一射頻裝置與第二射頻裝置所識(shí)別的目標(biāo)對(duì)象，控制系統(tǒng)通過比較確定所需要的目標(biāo)對(duì)象并控制機(jī)器人本體向目標(biāo)對(duì)象移動(dòng)；

具體為：所述目標(biāo)識(shí)別裝置所識(shí)別的目標(biāo)對(duì)象為多個(gè)，所述第一射頻裝置與第二射頻識(shí)別裝置所識(shí)別的目標(biāo)對(duì)象為所述目標(biāo)識(shí)別裝置所識(shí)別的多個(gè)目標(biāo)對(duì)象中的其中一個(gè)；

所述控制系統(tǒng)控制機(jī)器人本體向所述目標(biāo)識(shí)別裝置所識(shí)別的多個(gè)目標(biāo)對(duì)象中的其中一個(gè)目標(biāo)對(duì)象移動(dòng)；

所述機(jī)器人本體移動(dòng)一段距離后，目標(biāo)識(shí)別裝置再次掃描并識(shí)別對(duì)應(yīng)原來(lái)的多個(gè)目標(biāo)對(duì)象，同時(shí)測(cè)量機(jī)器人本體與多個(gè)目標(biāo)對(duì)象的距離，并與所述第一射頻裝置與第二射頻裝置所識(shí)別的目標(biāo)對(duì)象與機(jī)器人本體之間的測(cè)量距離進(jìn)行對(duì)比；如果對(duì)比的距離結(jié)果相同，則該目標(biāo)對(duì)象為需要跟隨的目標(biāo)對(duì)象，控制系統(tǒng)控制機(jī)器人本體向該目標(biāo)對(duì)象移動(dòng)；如果對(duì)比的距離結(jié)果不同，則所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)對(duì)象為錯(cuò)誤的目標(biāo)對(duì)象，控制系統(tǒng)自動(dòng)放棄該目標(biāo)對(duì)象的移動(dòng)。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)機(jī)器人智能跟隨通過兩種采集信號(hào)對(duì)比進(jìn)行跟隨辨別及控制，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)容易，精確定高。

附圖說明

圖1為機(jī)器人智能跟隨系統(tǒng)跟隨示意圖a；

圖2為機(jī)器人智能跟隨系統(tǒng)跟隨示意圖b；

圖3為機(jī)器人智能跟隨系統(tǒng)跟隨示意圖c；

圖4為機(jī)器人智能跟隨系統(tǒng)原理框圖；

圖5為機(jī)器人智能跟隨系統(tǒng)方法流程圖。

具體實(shí)施方案

下面將結(jié)合本發(fā)明附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1、2、3、4、5所示，一種機(jī)器人智能跟隨系統(tǒng)，包括：機(jī)器人本體、目標(biāo)對(duì)象；所述機(jī)器人本體為需要對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行跟隨的物體，可以為機(jī)器人、AGV小車、行李箱等等；

控制系統(tǒng)，用于接收目標(biāo)識(shí)別裝置識(shí)別信號(hào)及第一射頻裝置與第二射頻裝置所對(duì)應(yīng)的射頻收發(fā)裝置的射頻采集信號(hào)，并對(duì)所述設(shè)備識(shí)別信號(hào)及射頻采集信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)而確定所述智能跟隨的目標(biāo)對(duì)象；

目標(biāo)識(shí)別裝置，所述目標(biāo)識(shí)別裝置設(shè)置于機(jī)器人本體上，用于尋找并識(shí)別目標(biāo)對(duì)象，并測(cè)量機(jī)器人本體與目標(biāo)對(duì)象的距離和角度；所述目標(biāo)識(shí)別裝置可以為激光雷達(dá)或雙目攝像頭等可實(shí)現(xiàn)對(duì)象所在位置捕捉并可進(jìn)行距離和角度測(cè)量的識(shí)別裝置，例如鐳神科技的LS01A和微軟的Kinrect；所述目標(biāo)識(shí)別裝置安裝于機(jī)器人本體上，可以為一個(gè)或多個(gè)，根據(jù)識(shí)別所需覆蓋的角度區(qū)域范圍進(jìn)行組合設(shè)置；或者所述目標(biāo)識(shí)別裝置通過安裝于機(jī)器人本體上的電機(jī)帶動(dòng)通過360度或者設(shè)置角度旋轉(zhuǎn)掃描方式尋找識(shí)別目標(biāo)對(duì)象，一般地，所述電機(jī)為伺服或者步進(jìn)電機(jī)，可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)識(shí)別裝置根據(jù)設(shè)置需要精確實(shí)現(xiàn)角度及根據(jù)設(shè)置頻率進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；

第一射頻裝置，設(shè)置于機(jī)器人本體上；

第二射頻裝置，設(shè)置于目標(biāo)對(duì)象上；

所述第一射頻裝置與第二射頻裝置為對(duì)應(yīng)射頻收發(fā)裝置，用于識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并測(cè)量機(jī)器人本體與目標(biāo)對(duì)象之間的距離；一般地，所述第一射頻裝置與第二射頻裝置為射頻測(cè)距設(shè)備，并對(duì)應(yīng)設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的收發(fā)，并可實(shí)現(xiàn)收發(fā)裝置之間的距離測(cè)量，比如英國(guó)公司decaware出品的dw1000芯片；

如圖5所示，所述控制方法為：

步驟001，以機(jī)器人本體所在位置及平面為坐標(biāo)原點(diǎn)及坐標(biāo)平面；

所述坐標(biāo)平面如圖1、2、3所示；

步驟002，目標(biāo)識(shí)別裝置通過掃描方式尋找識(shí)別目標(biāo)對(duì)象，并測(cè)量機(jī)器人本體與目標(biāo)對(duì)象之間的距離與角度；

如圖1、2、3所示，機(jī)器人本體位置為A點(diǎn)，可能目標(biāo)對(duì)象位置為B點(diǎn)、C點(diǎn)、D點(diǎn)，對(duì)應(yīng)在坐標(biāo)平面上的角度為α、β；實(shí)際的目標(biāo)對(duì)象一般為一個(gè)，如B點(diǎn)，因?yàn)樵趯?shí)踐中會(huì)出現(xiàn)類似的多個(gè)目標(biāo)對(duì)象，如C點(diǎn)、D點(diǎn)；

步驟003，第一射頻裝置與第二射頻裝置通過射頻收發(fā)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象，并測(cè)量機(jī)器人本體與目標(biāo)對(duì)象之間的距離；

如圖1、2、3所示，機(jī)器人本體位置為A點(diǎn)，第一射頻裝置與第二射頻裝置分別設(shè)置在A點(diǎn)和B點(diǎn)，第一射頻裝置和第二射頻裝置可通過射頻收發(fā)信息測(cè)量出AB點(diǎn)之間的距離；

步驟004，對(duì)比目標(biāo)識(shí)別裝置所識(shí)別的目標(biāo)對(duì)象及第一射頻裝置與第二射頻裝置所識(shí)別的目標(biāo)對(duì)象，控制系統(tǒng)通過比較確定所需要的目標(biāo)對(duì)象并控制機(jī)器人本體向目標(biāo)對(duì)象移動(dòng)；

如果目標(biāo)識(shí)別裝置所識(shí)別的目標(biāo)對(duì)象為一個(gè)，并與第一射頻裝置與第二射頻裝置所識(shí)別的目標(biāo)對(duì)象一致，則控制系統(tǒng)控制機(jī)器人本體向目標(biāo)對(duì)象移動(dòng)；

如圖1、2、3所示，如果所述目標(biāo)識(shí)別裝置所識(shí)別的目標(biāo)對(duì)象為多個(gè)，所述第一射頻裝置與第二射頻識(shí)別裝置所識(shí)別的目標(biāo)對(duì)象為所述目標(biāo)識(shí)別裝置所識(shí)別的多個(gè)目標(biāo)對(duì)象中的其中一個(gè)；

所述控制系統(tǒng)控制機(jī)器人本體向所述目標(biāo)識(shí)別裝置所識(shí)別的多個(gè)目標(biāo)對(duì)象中的其中一個(gè)目標(biāo)對(duì)象移動(dòng)；

所述機(jī)器人本體移動(dòng)一段距離后，目標(biāo)識(shí)別裝置再次掃描并識(shí)別對(duì)應(yīng)原來(lái)的多個(gè)目標(biāo)對(duì)象，同時(shí)測(cè)量機(jī)器人本體與多個(gè)目標(biāo)對(duì)象的距離，并與所述第一射頻裝置與第二射頻裝置所識(shí)別的目標(biāo)對(duì)象與機(jī)器人本體之間的測(cè)量距離進(jìn)行對(duì)比；如果對(duì)比的距離結(jié)果相同，則該目標(biāo)對(duì)象為需要跟隨的目標(biāo)對(duì)象，控制系統(tǒng)控制機(jī)器人本體向該目標(biāo)對(duì)象移動(dòng)；如果對(duì)比的距離結(jié)果不同，則所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)對(duì)象為錯(cuò)誤的目標(biāo)對(duì)象，控制系統(tǒng)自動(dòng)放棄該目標(biāo)對(duì)象的移動(dòng)。

如圖1所示，A點(diǎn)為信號(hào)發(fā)射點(diǎn)，不管是激光雷達(dá)還是雙目攝像頭，都可以識(shí)別到B、C點(diǎn)物體相對(duì)于他為原點(diǎn)坐標(biāo)的距離(AB，AC)和角度(α、β)。但是這種設(shè)備沒有辦法實(shí)現(xiàn)跟隨的功能，例如A點(diǎn)無(wú)法識(shí)別出B和C點(diǎn)的特征，因此也就無(wú)法驅(qū)動(dòng)電機(jī)如何運(yùn)動(dòng)，特別是角度和距離不知道往哪個(gè)方向走，要走多遠(yuǎn)。因此在B點(diǎn)放置一個(gè)射頻收發(fā)裝置即第二射頻裝置，同時(shí)在A點(diǎn)也對(duì)應(yīng)放置一個(gè)射頻收發(fā)裝置即第一射頻裝置。然后在A點(diǎn)通過該射頻收發(fā)裝置測(cè)到一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的距離，用此距離來(lái)識(shí)別特征。

如圖2所示，假如控制系統(tǒng)控制A點(diǎn)要跟著B點(diǎn)走，那么就需要知道角度α和距離AB是希望走的路徑?，F(xiàn)在用一對(duì)射頻收發(fā)裝置，可以測(cè)到與雷達(dá)設(shè)備測(cè)出的同樣的距離為AB(或者有一些誤差，可以做一個(gè)冗余)，那我們就知道B點(diǎn)是需要被跟隨的點(diǎn)，同時(shí)角度α也是需要被轉(zhuǎn)動(dòng)的角。假設(shè)B、C點(diǎn)與A點(diǎn)的距離一樣，那么射頻裝置測(cè)出來(lái)的距離也一樣，此時(shí)無(wú)法分辨B點(diǎn)。可以強(qiáng)制向C點(diǎn)行走，當(dāng)走到C1點(diǎn)的時(shí)候，就會(huì)發(fā)現(xiàn)雷達(dá)裝置測(cè)出的距離AB與射頻測(cè)出的是一致的，而AC距離與射頻距離的差別反而越來(lái)越大了，這時(shí)候就知道C點(diǎn)是錯(cuò)誤的，進(jìn)而可以改變A往B點(diǎn)走了。

如圖3所示，假設(shè)有很多同樣點(diǎn)的情況，同一時(shí)刻有相同的距離AB＝AC＝AD，此時(shí)無(wú)法分辨B點(diǎn)方向。控制系統(tǒng)控制機(jī)器人本體強(qiáng)制往C點(diǎn)走，走到一點(diǎn)距離后就會(huì)發(fā)現(xiàn)，AB的距離仍然跟射頻測(cè)出的一致，那么此時(shí)就判斷B點(diǎn)為目標(biāo)點(diǎn)，進(jìn)而改變方向即可。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施方式只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出若干等同替代或明顯變形，而且性能或用途相同，都應(yīng)視為本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護(hù)范圍。