[發明專利]一種智能行李車

有效

• 申請號: 201711005491.9
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN109703607B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 王慶文
• 申請（專利權）人: 北京眸視科技有限公司
• 主分類號: B62B3/00
• 分類號: B62B3/00;B62B5/00;G05D1/02;H02J7/00;G07F17/00
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 張萌

1.本發明一種智能行李車，包括主體框架、人機交互系統、控制系統、定位成圖和導航系統、視覺跟隨和引領系統、避障系統、電源系統、驅動系統，提供人工方式與自動模式的轉換，環境地圖自動生成、更新、精化功能，定位和導航、視覺引領和跟隨、自動回位、自動充電、語音交互、語音對話、語音咨詢、USB充電、自動避障、自主值機、在線支付的功能；定位、成圖功能的實施，其特征在于先是分別通過視覺、IMU、里程計，通過激光雷達、IMU、里程計這兩條路徑獲得小車的位姿和環境信息，然后將這兩個結果通過非線性優化融合，獲得精度更高的結果，其步驟:

步驟a:基于RGB圖像的V-SLAM定位，通過提取RGB圖像關鍵幀的ORB特征，前后關鍵幀的ORB特征進行PnP方法估計前后幀圖像之間智能小車的位姿的變化，從而得到智能小車在前后幀之間的移動情況;當小車重新回到先前到過的地方，系統進行回環檢測，消除誤差的累積，得到糾錯以后的小車位置、軌跡及環境地圖;

步驟b:與里程計和工MU的融合，由于視覺容易受到光線變化的影響，或者在小車快速移動或者轉彎的時候，容易發生前后幀圖像匹配不成功的情況，本發明集成了工MU和里程計的信息在上述步驟a的小車位姿估計和回環檢測中，這樣能有效解決視覺容易跟丟的問題;

步驟c:深度噪聲過濾，根據深度圖像和RGB圖像形成三維點云，根據三維點云的信息區分地面和障礙物，把地面的點云和高于一定高度的點云信息去除，只考慮有可能影響智能小車移動的點云信息;

步驟d:通過激光雷達的scan matching方案，取得智能小車的當前位置及環境信息，這個與步驟a)和步驟b)的位姿信息由于不同的數據源和方法，結果不盡一致；

步驟e:深度信息和激光雷達數據的融合，把步驟c)留下的點云向激光雷達所在的平面進行垂直投影，在同一個激光雷達掃描方向上，如果點云的深度小于激光雷達的深度信息，那么該點云的“點”得以保留;如果點云中的某一點的深度信息大于激光雷達的深度，那么該點云被忽略，然后，歸攏每一個激光雷達掃描方向上的所有點，求其平均深度，把在平均深度25%-75%的點保留下來，而去掉被保留的點以外的點;

步驟f:將第a) b) d) e)步取得的小車位置，通過非線性優化的方案，進行了多傳感器的融合，這樣可以進一步優化智能小車的位姿以及障礙物的信息，得到小車當前時刻的精確的位置信息以及周圍障礙物的空間信息。

2.根據權利要求1所述的智能行李車，本發明一種智能行李車，具體包括人機交互面板上安裝有麥克風，麥克風為左右邊部署，每一邊同時分為兩組，這樣共有四組麥克風，形成一個麥克風陣列，用于通過聲音確定說話者的位置;面板上有兩個USB充電口;兩個立柱中間上部為放置小件物品的掛籃;前端擋板和掛籃后板各自安裝有一套視覺裝置及保護外殼，每套視覺裝置包括一個深度攝像頭和魚眼攝像頭;掛籃左側為中央處理機，可以與后臺服務器通信，右側為電源模塊;兩個立柱下方各自鉚接一個控制箱，控制箱內包含電機、單片機、編碼器，連接兩個立柱的下方為橫軸，橫軸通過彈簧與擋板相連，擋板可以繞橫軸轉動，在無外力情況下永遠直立靠在立柱上，可以擋住行李滑落;底盤與行李架成一定夾角，方便后車的前端推開擋板，插入兩個立柱的中空，節省小車存放的空間;底盤左右兩邊各部署4個超聲波傳感器，用于檢測左右障礙物;底盤前端下方為激光雷達，與視覺裝置和超聲波傳感器共同提供定位、成圖、導航和避障功能，進而提供智能跟隨、引領、自動充電、自動歸位功能。

3.根據權利要求1所述的智能行李車，所述主體框架包括行李承重裝置和功能框架;所述行李承重裝置包括萬向輪、驅動輪、輪軸和底盤;所述底盤下安裝有激光雷達，萬向輪，以及通過輪軸連接的驅動輪;所述功能框架包括兩根立柱、行李架、擋板，所述立柱之間為中空，方便小車歸攏時候后面小車的頭部能夠插入立柱之間的中空，節省小車的存放空間;所述立柱頂端兩邊設置有面板支撐架;所述人機交互面板嵌入兩邊面板支撐架中，由螺栓固定，并通過數據線和電源線和處理機及電源模塊相連，其特征在于，所述擋板通過彈簧套接在橫軸上，可以繞橫軸轉動;所述行李架與底盤有一定的夾角，方便停放時候后車插入前車立柱的中空部分，以節省停放所占用的空間。