一種智能安保服務(wù)機(jī)器人復(fù)雜環(huán)境避障方法及安保服務(wù)機(jī)器人的制作方法
【專利說明】一種智能安保服務(wù)機(jī)器人復(fù)雜環(huán)境避障方法及安保服務(wù)機(jī)
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技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明主要涉及到智能機(jī)器人領(lǐng)域，特指一種智能安保服務(wù)機(jī)器人復(fù)雜環(huán)境避障方法及安保服務(wù)機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]智能機(jī)器人是一個集自主導(dǎo)航、環(huán)境感知與局部構(gòu)建、動態(tài)決策與規(guī)劃、自主控制與執(zhí)行等多功能于一體的綜合系統(tǒng)，代表機(jī)電一體化的最高成就，也是當(dāng)今科學(xué)研究與工程設(shè)計的熱點之一。
[0003]機(jī)器人的自主導(dǎo)航所必要的功能一個是自身定位，需要隨時知道自己所處的位置、方向以及目的地的位置，另一個是避障，即在運(yùn)動中探測前方的障礙，與障礙的距離，以及有效的避開最終達(dá)到終點。
[0004]機(jī)器人越來越多的出現(xiàn)在各種工程領(lǐng)域，給工業(yè)生產(chǎn)和工程應(yīng)用帶來了極大的便利，但由于很多工程環(huán)境較為復(fù)雜，因此對于使用的機(jī)器人其避障和路徑規(guī)劃功能就顯得尤為重要，機(jī)器人在運(yùn)動過程中的靈活性和可靠性還需進(jìn)一步的提高。
[0005]例如，目前城市公共場所使用的安防裝置多為監(jiān)控設(shè)備和人力安保人員，功能也局限在監(jiān)控和提示等方面。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，超市、機(jī)場、車站及物流中心等大型人流物流場所的規(guī)模和數(shù)量不斷擴(kuò)大，大中城市的高層、高檔商用樓日益增多，復(fù)雜的社會與工程環(huán)境要求其保安自動化需求日趨迫切。安保服務(wù)機(jī)器人就是一種選擇。但由于這類機(jī)器人一般屬于巡邏式設(shè)計，而環(huán)境區(qū)域過于復(fù)雜就給按規(guī)劃巡邏的機(jī)器人帶來極大的風(fēng)險，即在這類機(jī)器人的設(shè)計過程中，關(guān)鍵之一就是如何在上述相當(dāng)復(fù)雜的區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)避障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就在于:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種操控性好、運(yùn)動更加靈活、系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠、避障精確度高的智能安保服務(wù)機(jī)器人復(fù)雜環(huán)境避障方法及安保服務(wù)機(jī)器人。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種智能安保服務(wù)機(jī)器人復(fù)雜環(huán)境避障方法，包括:
S1:激光避障;在建立好離線地圖后，采用激光雷達(dá)方式實時檢測有效范圍內(nèi)的障礙物以及機(jī)器人本體與障礙物的距離，標(biāo)記為地圖上坐標(biāo)，并在路徑規(guī)劃中繞過這些障礙；
S2:超聲波避障;在激光雷達(dá)方式?jīng)]有檢測出障礙物的情況下，依靠超聲波傳感方式輔助檢測障礙物及距離信息，并實現(xiàn)避障；
S3:紅外避障；在機(jī)器人運(yùn)動過程中若紅外傳感器檢測到底盤與地面的距離超過預(yù)設(shè)的閾值，進(jìn)行避障；
S4:碰撞避障;對于最后沒有繞開的障礙，最后用碰撞接觸的方式進(jìn)行避障。
[0008]作為本發(fā)明方法的進(jìn)一步改進(jìn):在上述S4中，避障流程為:當(dāng)觸發(fā)碰撞接觸后，先后退，然后進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[0009]作為本發(fā)明方法的進(jìn)一步改進(jìn):避障流程為:控制機(jī)器人本體急?；蛐D(zhuǎn)一預(yù)設(shè)角度以完成避障。
[0010]本發(fā)明進(jìn)一步提供一種安保服務(wù)機(jī)器人，它包括:
機(jī)器人本體，包括運(yùn)動底盤，用來完成移動；
信息處理模塊，包括控制板和主控機(jī);所述控制板用來收集傳感器信號并傳輸給主控機(jī)，所述主控機(jī)分析和處理信號并傳輸處理結(jié)果給機(jī)器人的各個模塊；
慣導(dǎo)裝置，用來輸出自身位置信息和速度信息，所述信息處理模塊根據(jù)所述慣導(dǎo)裝置的信息分析出機(jī)器人本體的坐標(biāo)信息以及與終點距離來進(jìn)行路徑規(guī)劃；
激光雷達(dá)裝置，用于建圖和激光測距；
非接觸式傳感器，用來以非接觸方式進(jìn)行障礙判斷和避障控制；
接觸式傳感器，用來以接觸方式進(jìn)行障礙判斷和避障控制。
[0011]作為本發(fā)明機(jī)器人的進(jìn)一步改進(jìn):所述激光雷達(dá)裝置包括激光Siam裝置和Kinect感應(yīng)裝置，所述激光slam裝置用來探測機(jī)器人周圍環(huán)境并建圖，在機(jī)器人運(yùn)動過程中，探測機(jī)器人與障礙物之間的距離信息；所述Kinect感應(yīng)裝置用來輔助激光slam裝置以完成避障。
[0012]作為本發(fā)明機(jī)器人的進(jìn)一步改進(jìn):所述非接觸式傳感器包括超聲波傳感器和紅外傳感器，所述超聲波傳感器安裝于機(jī)器人本體的周側(cè)，用來檢測機(jī)器人本體周圍的障礙物，所述紅外傳感器安裝于機(jī)器人本體的底部，用來檢測機(jī)器人本體的底部與地面之間的距離，以判斷障礙狀況。
[0013]作為本發(fā)明機(jī)器人的進(jìn)一步改進(jìn):所述接觸式傳感器為安裝于機(jī)器人本體殼體上的碰撞開關(guān)，通過電流信號來進(jìn)行避障控制；當(dāng)機(jī)器人本體接觸到障礙物時，所述碰撞開關(guān)返回信號，由信息處理模塊重新進(jìn)行路徑規(guī)劃。
[0014]作為本發(fā)明機(jī)器人的進(jìn)一步改進(jìn):所述信息處理模塊完成建圖后，地圖信息保存在主控機(jī)中，根據(jù)機(jī)器人本體當(dāng)前位置信息與終點位置信息進(jìn)行路徑規(guī)劃。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明的智能安保服務(wù)機(jī)器人復(fù)雜環(huán)境避障方法及安保服務(wù)機(jī)器人，操控性好、運(yùn)動更加靈活、系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠，它采用了多方面多層次的傳感器避障方法，整個設(shè)計更加合理完善，各種方式環(huán)環(huán)相扣，使得整個系統(tǒng)性能穩(wěn)定可靠，在多障礙物的復(fù)雜環(huán)境里能夠有效的進(jìn)行路徑規(guī)劃及避障，避障精確度高。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明方法的流程示意圖。
[0017]圖2是本發(fā)明機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明中超聲波傳感器的安裝示意圖。
[0019]圖4是本發(fā)明中紅外傳感器的安裝示意圖。
[0020]圖例說明:
1、慣導(dǎo)裝置;2、信息處理模塊;3、激光雷達(dá)裝置;4、非接觸式傳感器;5、接觸式傳感器；
6、激光slam裝置;7、Kinect感應(yīng)裝置;8、超聲波傳感器;9、紅外傳感器;10、碰撞開關(guān)。
【具體實施方式】
[0021]以下將結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0022]如圖1所示，本發(fā)明的一種智能安保服務(wù)機(jī)器人復(fù)雜環(huán)境避障方法，它為多種避障方式的有機(jī)融合;其包括:
S1:激光避障;在建立好離線地圖后，采用激光雷達(dá)方式實時檢測有效范圍內(nèi)的障礙物以及機(jī)器人與障礙物的距離，標(biāo)記為地圖上坐標(biāo)，并在路徑規(guī)劃中繞過這些障礙；
S2:超聲波避障;在激光雷達(dá)方式?jīng)]有檢測出障礙物的情況下，依靠超聲波傳感方式輔助檢測障礙物及距離信息，并實現(xiàn)避障；
S3:紅外避障;在機(jī)器人運(yùn)動過程中若紅外傳感器9檢測到底盤與地面的距離超過預(yù)設(shè)的閾值，系統(tǒng)控制底盤急停或旋轉(zhuǎn)一預(yù)設(shè)角度；
S4:碰撞避障;對于最后沒有繞開的障礙，最后用碰撞接觸的方式進(jìn)行避障。例如，在具體應(yīng)用時，所采用的方法可以是:當(dāng)觸發(fā)碰撞接觸后，先后退，然后進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[0023]本發(fā)明進(jìn)一步提供一種安保服務(wù)機(jī)器人，它包括:
機(jī)器人本體，包括運(yùn)動底盤，用來完成移動；
信息處理模塊2，包括控制板和主控機(jī);其中，控制板用來收集傳感器信號并傳輸給主控機(jī)，主控機(jī)分析和處理信號并傳輸處理結(jié)果給機(jī)器人各個模塊。機(jī)器人建圖后，地圖信息保存在主控機(jī)中，可根據(jù)機(jī)器人當(dāng)前位置信息與終點位置信息進(jìn)行路徑規(guī)劃。
[0024]慣導(dǎo)裝置I，能夠輸出自身位置信息和速度信息，信息處理模塊2據(jù)此分析出機(jī)器人的坐標(biāo)信息以及與終點距離來進(jìn)行路徑規(guī)劃。
[0025]激光雷達(dá)裝置3，用于建圖和激光測距；在具體應(yīng)用實例中，可以包括激光slam裝置6和Kinect感應(yīng)裝置7，其中激光slam裝置6用來探測