[實用新型]一種基于預設運動路徑的移動機器人

有效

• 申請號: 201320075726.2
• 申請日: 2013-02-18
• 公開（公告）號: CN203241822U
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 施文灶;王平;黃晞
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 康永輝

技術領域

本實用新型涉及一種機器人領域，具體說是一種基于預設運動路徑的移動機器人。?

背景技術

近來幾年，機器人的數量以驚人的速度逐年遞增，據World?Robotics公司近期發布的數據推測，全球機器人總數已至少達到860萬。所有860萬個機器人中包括130萬個工業機器人和730萬個服務機器人。其中，服務機器人增長速度非常迅速，目前數量已達到2006年時的2倍。并且，這一增長數量能夠繼續保持，機器人的總數量將會在2012年達到1300萬。這些機器人主要從事服務，維護、保養、修理、運輸、清洗、監護等工作，其共同特點是需要在特定的工作環境中移動，目前有很多關于機器人移動的解決方案，如申請號為201010577112.5的專利申請的基于手繪地圖和路徑的移動機器人視覺導航方法，根據較小偏差的原則提取運行路徑中的關鍵引導點，將原始路徑分成多段，然后，在各段運行過程中,對預先繪制環境地圖中對應的參考圖像以及機器人攝像頭實時采集到的信息進行匹配，估計當前視野中最可能存在的圖像，并利用SURF算法檢測圖像的特征，依靠KD-TREE方法快速求得匹配點，采用RANSAC算法求解參考圖像與實時圖像的投影變換矩陣，進而得到參考圖像在實時圖像中的位置，并融合里程計數據，得到機器人的參考位置。再后,根據獲得的機器人參考位置，計算下一段的運行方向，直至運動到最后一個參考點。該機器人不需要精確的環境地圖及精確運行路徑就能運行到指定區域，并能避開動態障礙物，但需要配備攝像頭和手繪地圖，實現成本較高；申請號為201110101450.6的專利申請的移動機器人的自適應路徑控制方法，在移動機器人的工作區域內放置至少兩個按順序編號的路標定位器，移動機器人按編號順序依次搜尋各路標定位器發出的遠距離信號并在搜尋到該信號后向其運動，移動以時間或距離作為參考設置參考點，能在一定程度上實現路徑的自適應能力，但需要部署多個路標定位器，系統結構較為復雜；申請號為201210183239.8的專利申請的引入偏微分方程求解移動機器人路徑規劃的方法，根據路徑規劃問題用建模偏微分方程模型，包括用二維空間的輻射熱傳導方程建模、設置移動機器人路徑規劃模型的障礙物邊界條件、采用自適應網格求解路徑規劃模型、初始化移動機器人可通行區域為擬正則三角剖分網格、判斷網格精度是否正常、求三角形中心解梯度、比較三角形中心解的梯度與預置能量最小值、細化網格和規劃路徑等步驟，存在算法復雜，運行效率低等問題。?

發明內容

本實用新型提供了一種基于預設運動路徑的移動機器人，可克服目前移動機器人運動路徑規劃中存在的成本高、算法復雜，運行效率低等問題，采用以電子指南針的方位角度信息作為記錄信息，與移動時間和移動路程無關，克服了由于障礙物引起時間延遲導致路徑偏離的問題。具有功能強大、性能穩定、可擴展性強等優點。?

為實現本實用新型的目標所采用的技術方案是：移動機器人由輪式移動裝置和遙控器組成，輪式移動裝置和遙控器通過短距離無線通信方式相連；其中，輪式移動裝置由微處理器A、電機驅動電路、電子指南針、無線收發器A、存儲器和超聲避障傳感器組成，微處理器A分別與電機驅動電路、電子指南針、無線收發器A、存儲器和超聲避障傳感器相連；遙控器由微處理器B、無線收發器B、鍵盤和LCD顯示屏組成，微處理器B分別與無線收發器B、鍵盤和LCD顯示屏相連，移動機器人有記錄模式和移動模式兩種工作模式，在記錄模式下，由用戶根據特定工作環境利用遙控器控制移動機器人的左轉、右轉、直行、后退等動作完成移動機器人的運動路徑，并存儲路徑狀態信息；在移動模式下，用戶通過遙控器一次性發送控制命令控制移動機器人的移動。?

所述的移動機器人的運動路徑由一系列一定時間間隔記錄的路徑狀態信息組成。?

所述的路徑狀態信息對應當前記錄時刻的電子指南針輸出的方位角度信息。?

所述的移動機器人通過對路徑記錄的狀態信息反轉放置并讀取，實現沿預設路徑反向返回。?

所述的在移動模式下，用戶根據需要選擇指定路徑的往返次數以及不同路徑的組合控制移動機器人的移動。?

本實用新型的有益效果是：無需布線、靈活性好、操作簡單、環境自適應能力強，能實現移動機器人在家居等運行環境的全方位移動，同時支持在不同位置點設置不同停留時間，符合實際機器人用作監控采集的要求。成果可用于各種類型的室內環境，特別是應用在智能家居環境中，如加以簡單改進，也可用于室外環境。?

附圖說明

圖1是本實用新型的系統結構圖。?

圖2是本實用新型的系統的工作流程圖。?