機(jī)器人用深度攝像頭與超聲波結(jié)合的避障控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)器人用深度攝像頭與超聲波結(jié)合的避障控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]智能機(jī)器人，例如掃地機(jī)器人等越來越廣泛的應(yīng)用于家庭生活中，機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)靈活、高效、智能的移動(dòng)，就需要具有自主導(dǎo)航的功能。地圖創(chuàng)建、定位及路徑規(guī)劃是自主導(dǎo)航的三個(gè)關(guān)鍵要素，地圖創(chuàng)建與定位是相互依存的關(guān)系，缺少環(huán)境地圖則無法準(zhǔn)確的標(biāo)定機(jī)器人的位置，初始位置不確定，則創(chuàng)建的地圖就會(huì)缺少基準(zhǔn)點(diǎn)，正因如此未知環(huán)境下的機(jī)器人的地位與地圖創(chuàng)建將以同時(shí)定位與地圖創(chuàng)建的方式實(shí)現(xiàn)，即是移動(dòng)機(jī)器人隨著對(duì)環(huán)境的探索，逐步擴(kuò)大自身存儲(chǔ)的地圖的廣度，并實(shí)時(shí)的將未知信息定位在新創(chuàng)建的地圖中，這種技術(shù)一般稱之為同時(shí)定位與地圖生成。目前，較為常用的智能機(jī)器人的同時(shí)定位與地圖生成技術(shù)包括FastSLAM與vSLAM兩大類。其中FastSLAM系統(tǒng)一般使用激光測距儀或聲納來實(shí)現(xiàn)，而vSLAM則使用視覺傳感器來實(shí)現(xiàn)。FastSLAM由于使用了激光、聲納等傳感器，對(duì)一些特殊的環(huán)境如線段、拐角等不能識(shí)別，因此需要通過改進(jìn)算法來實(shí)現(xiàn)定位的準(zhǔn)確性。
[0003]綜合上述的描述，傳統(tǒng)機(jī)器人的定位避障方法只能避開距離機(jī)器人長距離的障礙物體，而且無法準(zhǔn)確定位出障礙物體所在的具體位置，因此存在誤差、盲區(qū)和反射角度等局限性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)上述技術(shù)中存在的不足之處，本實(shí)用新型提供一種機(jī)器人用深度攝像頭與超聲波結(jié)合的避障控制裝置，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人對(duì)環(huán)境的無盲區(qū)探測，在行走過程中可有效避開障礙物體。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種機(jī)器人用深度攝像頭與超聲波結(jié)合的避障控制裝置，包括安設(shè)在機(jī)器人上且用于判斷機(jī)器人體姿0.3-4m內(nèi)是否有外障礙物體的深度數(shù)據(jù)攝像頭；安設(shè)在機(jī)器人上且用于判斷距離機(jī)器人體姿0-0.3m內(nèi)是否有內(nèi)障礙物體的超聲波測距模塊；安設(shè)在機(jī)器人體內(nèi)其用于對(duì)內(nèi)、外障礙物體的障礙信息進(jìn)行處理的控制模塊；用于顯示障礙信息的顯示屏；
[0006]所述深度數(shù)據(jù)攝像頭和超聲波測距模塊分別與控制模塊的輸入端電連接，且所述控制模塊的輸出端與顯示屏電連接。
[0007]其中，所述機(jī)器人上還安設(shè)有用于偵測聲源并獲取聲音信號(hào)的陣列麥克風(fēng)，所述陣列麥克風(fēng)與控制模塊的輸入端電連接，所述陣列麥克風(fēng)偵測到開始探索的指令后，傳輸給控制模塊處理后，機(jī)器人開始行走和探索。
[0008]其中，所述深度數(shù)據(jù)攝像頭在360度內(nèi)分固定拍攝角度和七次旋轉(zhuǎn)拍攝角度，所述固定拍攝角度為60度，七次旋轉(zhuǎn)拍攝角度具體為第一次旋轉(zhuǎn)角度為30度、第二次旋轉(zhuǎn)角度為60度、第三次旋轉(zhuǎn)角度為30度、第四次旋轉(zhuǎn)角度為60度、第五次旋轉(zhuǎn)角度為30度、第六次旋轉(zhuǎn)角度為60度和第七次旋轉(zhuǎn)角度為30度。
[0009]其中，所述超聲波測距模塊包括單片機(jī)、定時(shí)單元和轉(zhuǎn)換單元，所述單片機(jī)上設(shè)有觸發(fā)端和回聲引腳，所述單片機(jī)的輸出端與定時(shí)單元電連接，所述回聲引腳通過轉(zhuǎn)換單元與控制模塊電連接；觸發(fā)端觸發(fā)后，回聲引腳得到高電平，定時(shí)單元開啟工作后，回聲引腳由高電平轉(zhuǎn)為低電平，且低電平信號(hào)通過轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)化為實(shí)際距離數(shù)值并在顯示屏上進(jìn)行顯不O
[0010]其中，述深度數(shù)據(jù)攝像頭包括用于投射隨機(jī)點(diǎn)陣的紅外傳感器和用于撲捉點(diǎn)陣的CMOS傳感器，且所述CMOS傳感器上帶有紅外濾波器；所述紅外傳感器通過紅外濾波器與CMOS傳感器電連接，且該CMOS傳感器與控制模塊的輸入端電連接。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的機(jī)器人用深度攝像頭與超聲波結(jié)合的避障控制裝置，由機(jī)器人在行走過程中不斷的對(duì)外障礙物體進(jìn)行探索，由深度數(shù)據(jù)攝像頭檢測距離機(jī)器人體姿0.3-4m之間是否有外障礙物體，由機(jī)器人上安設(shè)的超聲波測距模塊判斷距離機(jī)器人體姿0-0.3m以內(nèi)是否有內(nèi)障礙物體；并將障礙物體的障礙信息在顯示屏上進(jìn)行顯示，最后，根據(jù)顯示屏上的顯示確定機(jī)器人行走避開內(nèi)、外障礙物體的可行走路線。本實(shí)用新型的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人對(duì)環(huán)境的無盲區(qū)探測，有效解決存在著盲區(qū)和反射角度等局限性問題，在行走過程中可有效避開障礙物體，提高了該機(jī)器人的工作效率。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的機(jī)器人用深度攝像頭與超聲波結(jié)合的避障控制裝置的工作方框圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型中深度數(shù)據(jù)攝像頭的旋轉(zhuǎn)方式圖；
[0014]圖3為本發(fā)明深度數(shù)據(jù)攝像頭獲得深度圖像的結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖4為本實(shí)用新型中顯示屏上顯示首次獲得障礙信息的示意圖；
[0016]圖5為本實(shí)用新型獲得內(nèi)外障礙物體障礙信息的示意圖。
[0017]主要元件符號(hào)說明如下:
[0018]10、深度數(shù)據(jù)攝像頭 11、超聲波測距模塊
[0019]12、控制模塊13、顯示屏
[0020]14、陣列麥克風(fēng)111、單片機(jī)
[0021]112、觸發(fā)端113、回聲引腳
[0022]114、定時(shí)單元115、轉(zhuǎn)換單元
[0023]101、紅外傳感器102、CMOS傳感器
[0024]103、紅外濾波器
[0025]15、機(jī)器人。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為了更清楚地表述本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地描述。
[0027]請(qǐng)參閱圖1-5，本實(shí)用新型的機(jī)器人用深度攝像頭與超聲波結(jié)合的避障控制裝置，包括安設(shè)在機(jī)器人15上且用于判斷機(jī)器人15體姿0.3-4m內(nèi)是否有外障礙物體的深度數(shù)據(jù)攝像頭10 ;安設(shè)在機(jī)器人15上且用于判斷距離機(jī)器人體姿0-0.3m內(nèi)是否有內(nèi)障礙物體的超聲波測距模塊11 ;安設(shè)在機(jī)器人體15內(nèi)其用于對(duì)內(nèi)、外障礙物體的障礙信息進(jìn)行處理的控制模塊12 ;用于顯示障礙信息的顯示屏13 ;深度數(shù)據(jù)攝像頭10和超聲波測距模塊11分別與控制模塊12的輸入端電連接，且控制模塊12的輸出端與顯示屏13電連接。
[0028]本實(shí)用新型提供的機(jī)器人用深度攝像頭與超聲波結(jié)合的避障控制裝置，由機(jī)器人在行走過程中不斷的對(duì)外障礙物體進(jìn)行探索，由深度數(shù)據(jù)攝像頭10檢測距離機(jī)器人12體姿0.3-4m之間是否有外障礙物體，由機(jī)器人15上安設(shè)的超聲波測距模塊判斷距離機(jī)器人體姿0-0.3m以內(nèi)是否有內(nèi)障礙物體；并將障礙物體的障礙信息在顯示屏上進(jìn)行顯示，最后，根據(jù)顯示屏12上的顯示確定機(jī)器人行走避開內(nèi)、外障礙物體的可行走路線。本實(shí)用新型的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人對(duì)環(huán)境的無盲區(qū)探測，有效解決存在著盲區(qū)和反射角度等局限性問題，在行走過程中可有效避開障礙物體，提高了該機(jī)器人的工作效率。
[0029]在本實(shí)施例中，機(jī)器人15上還安設(shè)有用于偵測聲源并獲取聲音信號(hào)的陣列麥克風(fēng)14，陣列麥克風(fēng)14與控制模塊12的輸入端電連接，陣列麥克風(fēng)14偵測到開始探索的指令后，傳輸給控制模塊12處理后，機(jī)器人開始行走和探索。
[0030]請(qǐng)參閱圖2，深度數(shù)據(jù)攝像頭在360度內(nèi)分固定拍攝角度和七次旋轉(zhuǎn)拍攝角度，固定拍攝角度為60度，七次旋轉(zhuǎn)拍攝角度具體為第一次旋轉(zhuǎn)角度為30度、第二次旋轉(zhuǎn)角度為60度、第三次旋轉(zhuǎn)角度為30度、第四次旋轉(zhuǎn)角度為60度、第五次旋轉(zhuǎn)角度為30度、第六次旋轉(zhuǎn)角度為60度和第七次旋轉(zhuǎn)角度為30度；固定拍攝角度即為圖2中的首次旋轉(zhuǎn)角度。由于