[發(fā)明專利]一種新型的移動機(jī)器人復(fù)雜跟隨系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611034738.5
• 申請日: 2016-11-24
• 公開（公告）號: CN108107878A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳墩金;覃爭鳴
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州映博智能科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G05B19/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種新型的移動機(jī)器人復(fù)雜跟隨系統(tǒng)及方法，所述跟隨系統(tǒng)包括上位計算機(jī)主控制部分與基于FPGA的底層運(yùn)動控制部分；其中，上位計算機(jī)主控制部分包括雙目視覺子模塊、跟隨決策子模塊以及串口通信子模塊；底層運(yùn)動控制部分包括運(yùn)動控制子模塊、信息采集子模塊以及串口通信子模塊；所述上位計算機(jī)主控制部分與基于FPGA的底層運(yùn)動控制部分通過串口通信子模塊相連。所述方法包括：S1，雙目視覺子系統(tǒng)采集視覺信息反饋給跟隨決策子系統(tǒng)；S2，跟隨決策子系統(tǒng)根據(jù)視覺信息進(jìn)行判斷并發(fā)送指令；S3，串口通信子系統(tǒng)將所發(fā)指令傳達(dá)給運(yùn)動控制子系統(tǒng)；S4，運(yùn)動控制子系統(tǒng)完成相應(yīng)動作并通過相應(yīng)傳感器反饋給跟隨決策子系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)器視覺定位，涉及一種新型的移動機(jī)器人復(fù)雜跟隨系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

移動機(jī)器人作為機(jī)器人學(xué)中的一個重要的研究分支，是一種基于傳感器來感知外界環(huán)境和自身狀態(tài)從而實(shí)現(xiàn)在存在障礙物的環(huán)境中，基于目標(biāo)自主移動，并且完成指定功能的機(jī)器人系統(tǒng)。

自主移動機(jī)器人的重要發(fā)展方向是具有高度自感知、自規(guī)劃和自組織能力，在無需人干預(yù)下自主應(yīng)對環(huán)境變化，有目的地移動和完成任務(wù)。自主移動機(jī)器人已在多個領(lǐng)域有大量應(yīng)用，改變著人們的生產(chǎn)生活方式，在可以預(yù)見的將來，將成為人類的不可或缺的助手，極大的提高人類生活質(zhì)量。

近幾年來，移動機(jī)器人的主要研究熱點(diǎn)及難題主要在以下幾個方面：移動機(jī)器人的架構(gòu)及控制系統(tǒng)的自主性方面、機(jī)器人視覺方面、路徑規(guī)劃與避障方面以及基于多傳感器的信息融合技術(shù)方面。常出現(xiàn)的問題有，移動機(jī)器人的架構(gòu)過于依賴于硬件，難擴(kuò)展；采集視覺信息時無法精準(zhǔn)判斷跟隨者，易受干擾；多傳感器之間信息融合差，存在干擾及冗余。

申請公布號為CN105807775A的發(fā)明專利申請公開了一種“具有自主跟隨避障功能的移動機(jī)器人”，該設(shè)備包括移動平臺模塊、主動光測距模塊、射頻定位模塊、數(shù)據(jù)融合處理模塊以及跟隨避障處理模塊。該發(fā)明專利申請可自主感知移動機(jī)器人周圍的環(huán)境信息，實(shí)現(xiàn)移動機(jī)器人與行人的定位，并對移動機(jī)器人與行人之間的路徑進(jìn)行規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)自助避障跟隨，但該移動機(jī)器人無法進(jìn)行跟隨者的辨識，容易受到干擾。

申請公布號為CN105771277A的發(fā)明專利申請公開了一種“機(jī)器人跟隨系統(tǒng)”，該系統(tǒng)包含無線發(fā)射器主人端，左無線接收器機(jī)器人端，右無線接收器機(jī)器人端，CPU，機(jī)器人本體，機(jī)器人行走系統(tǒng)。該發(fā)明專利申請利用無線發(fā)射器主人端發(fā)射無線信號，左、右無線接收器機(jī)器人端同時接收所發(fā)射的無線信號，通過計算得到無線發(fā)射器主人端相對與機(jī)器人本體的位置，再控制機(jī)器人走向此位置，但跟隨者必須將無線發(fā)射器主人端帶在身上，一旦發(fā)射器丟失，機(jī)器人將無法使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，尤其解決了現(xiàn)有移動機(jī)器人在架構(gòu)難擴(kuò)展，跟隨者無法精準(zhǔn)判斷以及多傳感器信息融合差的問題，實(shí)現(xiàn)了對引導(dǎo)者進(jìn)行快速跟隨以及在復(fù)雜的環(huán)境下能夠準(zhǔn)確地跟隨引導(dǎo)者。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：一種新型的移動機(jī)器人復(fù)雜跟隨系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括：上位計算機(jī)主控制部分與基于FPGA的底層運(yùn)動控制部分。

進(jìn)一步地，所述上位計算機(jī)主控制部分包括：雙目視覺子模塊、跟隨決策子模塊以及串口通信子模塊；其中，所述雙目視覺子模塊用于對Kinect傳感器進(jìn)行控制進(jìn)行深度、骨骼及其它信息的讀取，完成移動機(jī)器人的雙眼的功能；所述跟隨決策子模塊是移動機(jī)器人的大腦，對雙目視覺系統(tǒng)采集到的視覺信息進(jìn)行處理，并獲得關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，同時通過決策程序?qū)σ苿訖C(jī)器人的運(yùn)動路徑做出決策，以達(dá)到設(shè)計目標(biāo)；所述串口通信子模塊用于通過串口與底層運(yùn)動控制系統(tǒng)進(jìn)行通信交互，命令的收發(fā)以及上傳傳感器采集到的信號。