[發(fā)明專利]一種機(jī)器人的餐廳路徑導(dǎo)航系統(tǒng)及導(dǎo)航方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310253203.7
• 申請日: 2013-06-24
• 公開（公告）號(hào): CN103335652A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李韶杰;孫昌波;劉建科;賀凱;吉亞威;趙鵬;盧強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C21/20
• 分類號(hào): G01C21/20;G01D1/02
• 代理公司: 西安睿通知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

1.一種機(jī)器人的餐廳路徑導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，包括：控制模塊、觸摸屏和步進(jìn)電機(jī)；其中，所述控制模塊分別連接觸摸屏和步進(jìn)電機(jī)；

所述觸摸屏用于顯示餐廳坐標(biāo)點(diǎn)；用于根據(jù)機(jī)器人在餐廳中的初始位置，確定機(jī)器人初始位置對(duì)應(yīng)的餐廳坐標(biāo)點(diǎn)；用于從機(jī)器人初始位置對(duì)應(yīng)的餐廳坐標(biāo)點(diǎn)開始，依次輸入多個(gè)順序相鄰的餐廳坐標(biāo)點(diǎn)；用于輸入停留數(shù)據(jù)；用于將路徑數(shù)據(jù)和停留數(shù)據(jù)發(fā)送至控制模塊；所述餐廳坐標(biāo)點(diǎn)共有m*n個(gè)，m為餐廳坐標(biāo)點(diǎn)的列數(shù)，n為餐廳坐標(biāo)點(diǎn)的行數(shù)，m和n均為大于1的自然數(shù)；所述路徑數(shù)據(jù)包括所述多個(gè)順序相鄰的餐廳坐標(biāo)點(diǎn)和多個(gè)順序相鄰的餐廳坐標(biāo)點(diǎn)的輸入順序；所述停留數(shù)據(jù)包括機(jī)器人停留點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)的餐廳坐標(biāo)點(diǎn)和機(jī)器人停留點(diǎn)的停留時(shí)間；所述多個(gè)順序相鄰的餐廳坐標(biāo)點(diǎn)包括機(jī)器人停留點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)的餐廳坐標(biāo)點(diǎn)；

所述控制模塊用于根據(jù)所述路徑數(shù)據(jù)和停留數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)，用于將所述脈沖信號(hào)發(fā)送至步進(jìn)電機(jī)中；

所述步進(jìn)電機(jī)用于根據(jù)脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的輪轂，使機(jī)器人運(yùn)動(dòng)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人的餐廳路徑導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，還包括：霍爾傳感器、角速度傳感器和加速度傳感器，所述控制模塊分別連接霍爾傳感器、角速度傳感器和加速度傳感器；

所述霍爾傳感器用于在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的過程中測量機(jī)器人的瞬時(shí)線速度，用于將機(jī)器人的瞬時(shí)線速度發(fā)送至控制模塊；所述角速度傳感器用于在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的過程中測量機(jī)器人的瞬時(shí)角速度，用于將機(jī)器人的瞬時(shí)角速度發(fā)送至控制模塊；所述加速度傳感器用于在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的過程中測量機(jī)器人的加速度，用于將機(jī)器人的加速度發(fā)送至控制模塊；所述控制模塊用于根據(jù)機(jī)器人的瞬時(shí)線速度、瞬時(shí)角速度和加速度，并用于采用航姿推算定位法獲得機(jī)器人的位置和角度。

3.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人的餐廳路徑導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，還包括分別連接控制模塊的至少兩個(gè)超聲波傳感器，其中，至少一個(gè)超聲波傳感器位于機(jī)器人前部，至少一個(gè)超聲波傳感器位于機(jī)器人的左側(cè)；位于機(jī)器人前部的超聲波傳感器用于檢測位于機(jī)器人前方的障礙物；位于機(jī)器人左側(cè)的超聲波傳感器用于檢測位于機(jī)器人左側(cè)的障礙物。

4.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人的餐廳路徑導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，還包括分別連接控制模塊的至少兩個(gè)熱釋電傳感器，所述至少兩個(gè)熱釋電傳感器均用于檢測機(jī)器人前方是否有人體輻射的紅外線。

5.一種機(jī)器人的餐廳路徑導(dǎo)航方法，基于權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人路徑導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：

S1：在觸摸屏中顯示餐廳坐標(biāo)點(diǎn)，根據(jù)機(jī)器人在餐廳中的初始位置，確定機(jī)器人初始位置對(duì)應(yīng)的餐廳坐標(biāo)點(diǎn)；從機(jī)器人初始位置對(duì)應(yīng)的餐廳坐標(biāo)點(diǎn)開始，依次將多個(gè)順序相鄰的餐廳坐標(biāo)點(diǎn)輸入至觸摸屏；并將停留數(shù)據(jù)輸入至觸摸屏；觸摸屏將路徑數(shù)據(jù)和停留數(shù)據(jù)發(fā)送至控制模塊；所述餐廳坐標(biāo)點(diǎn)共有m*n個(gè)，m為餐廳坐標(biāo)點(diǎn)的列數(shù)，n為餐廳坐標(biāo)點(diǎn)的行數(shù)，m和n均為大于1的自然數(shù)；所述路徑數(shù)據(jù)包括所述多個(gè)順序相鄰的餐廳坐標(biāo)點(diǎn)，以及將多個(gè)順序相鄰的餐廳坐標(biāo)點(diǎn)輸入至觸摸屏的先后順序；所述停留數(shù)據(jù)包括機(jī)器人停留點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)的餐廳坐標(biāo)點(diǎn)和機(jī)器人停留點(diǎn)的停留時(shí)間；所述多個(gè)順序相鄰的餐廳坐標(biāo)點(diǎn)包括機(jī)器人停留點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)的餐廳坐標(biāo)點(diǎn)；

S2：控制模塊根據(jù)所述路徑數(shù)據(jù)和停留數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)，將所述脈沖信號(hào)發(fā)送至步進(jìn)電機(jī)中；

S3：步進(jìn)電機(jī)根據(jù)脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的輪轂，使機(jī)器人運(yùn)動(dòng)。

6.如權(quán)利要求5所述的一種機(jī)器人路徑導(dǎo)航方法，其特征在于，

在步驟S3中，每隔設(shè)定時(shí)間，所述控制模塊采用航姿推算定位法獲得機(jī)器人的位置和角度，然后對(duì)機(jī)器人的位置和角度進(jìn)行校正；所述控制模塊采用航姿推算定位法獲得機(jī)器人的位置和角度的過程如下：在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的過程中，利用霍爾傳感器測量機(jī)器人的瞬時(shí)線速度，將機(jī)器人的瞬時(shí)線速度發(fā)送至控制模塊；

在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的過程中，利用角速度傳感器測量機(jī)器人的瞬時(shí)角速度，將機(jī)器人的瞬時(shí)角速度發(fā)送至控制模塊；

在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的過程中，利用加速度傳感器測量機(jī)器人的加速度，將機(jī)器人的加速度發(fā)送至控制模塊；

控制模塊獲取機(jī)器人的瞬時(shí)線速度、瞬時(shí)角速度和加速度，采用航姿推算定位法獲得機(jī)器人的位置和角度。