[實用新型]一種基于Kinect的智能掃地機器人避障系統

有效

• 申請號: 201720728316.1
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN208144974U
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 李衛疆;伊靖
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: A47L11/40
• 分類號: A47L11/40;A47L11/24;B25J11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種基于Kinect的智能掃地機器人避障系統，屬于人工智能控制技術領域。本實用新型包括：Kinect攝像頭模塊、PC平臺、樹莓派、掃地機器人行走控制模塊、802.11n無線通信模塊。所述基于Kinect和樹莓派的掃地機器人避障系統包括以下工作過程：在掃地機器人運行之前和運行過程中，利用Kinect攝像頭模塊獲取帶有景深信息的三維圖像，并利用PC平臺將從Kinect攝像頭模塊中獲取的三維圖像進行建模，通過柵格化算法對室內環境進行建模，從而通過樹莓派，利用掃地機器人行走控制模塊控制掃地機器人行走方向。

技術領域

本實用新型涉及一種基于Kinect的智能掃地機器人避障系統，屬于人工智能控制技術領域。

背景技術

隨著信息技術的發展與我國人民生活水平的提高，越來越多的家庭開始使用掃地機器人來幫助完成家中的清潔工作。由于掃地機器人在運行過程中，所采用的吸塵裝置常常發出較大的噪音，大部分用戶習慣于在上班或出門時，通過定時裝置讓掃地機器人自動完成掃地任務。

目前市場上流行的掃地機器人自動掃地系統，多采用碰撞感應器進行障礙判斷，即被動地在碰撞后切換工作路徑。這類方案無法準確得到障礙物的位置和體積，從而無法記錄障礙物的地點，因此存在清潔效率低下、覆蓋率低的特點。且時常會發生在角落卡死、材質較軟的障礙無法感應到，或因莽撞前進而與易碎品發生碰撞，從而造成危險或財產損失。

因此，對于掃地機器人，需要在其現有的障礙物規避方法基礎上，開發出一種經濟實用的智能環境地圖繪制方法，來減少碰撞、提高清掃覆蓋率，減輕用戶的勞動負擔。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種基于Kinect和樹莓派的智能掃地機器人避障系統，通過測量障礙物的距離準確的發現障礙物，并通過格柵化算法繪制環境地圖，規劃合理的工作路線，使掃地機器人在運行過程過有效的規避障礙物。

本實用新型的技術方案是：一種基于Kinect和樹莓派的智能掃地機器人避障系統，包括Kinect攝像頭裝置1、PC平臺2、樹莓派3、掃地機器人行走控制模塊4、802.11n無線通信模塊5。其中，Kinect攝像頭裝置1通電后，將得到的帶有障礙物距離的信息傳送給PC平臺2；PC平臺2通過柵格化算法，繪制出環境地圖，并規劃工作路線，然后通過802.11n無線通信模塊5將路線信息傳送到樹莓派3，樹莓派3代3通過掃地機器人行走控制模塊4控制掃地機器人行走。

進一步地，所述的Kinect攝像頭裝置1具體指Microsoft Kinect for Windows攝像頭，包括RGB 彩色攝影機、紅外線發射器、紅外線CMOS 攝影機。在掃地機器人行走開始前及行走過程中，全程將所獲取到的障礙物距離信息，傳送到PC平臺2。

進一步地，所述PC平臺2采用Intel Compute Stick設備，包括Atom Z3735F處理器，2GB DDR3內存，32GB eMMC、802.11n無線通信模塊，運行Windows 8.1操作系統。

進一步地，所述樹莓派3具體指樹莓派A型，包括Broadcom BCM2835 SOC、USB接口，802.11n無線通信模塊采用Qualcomm AR9271芯片，通過GPIO供電。

進一步地，所述Kinect攝像頭裝置1通過USB接口與PC平臺2連接，PC平臺2通過802.11n無線通信模塊與樹莓派3進行數據傳輸，樹莓派3通過GPIO端口與機器人行走控制模塊4連接。

工作時，在掃地機器人運行之前和運行過程中，利用Kinect攝像頭模塊獲取帶有景深信息的三維圖像，并利用PC平臺將從Kinect攝像頭模塊中獲取的三維圖像進行建模，通過柵格化算法對室內環境進行建模，從而通過樹莓派，利用掃地機器人行走控制模塊控制掃地機器人行走方向。

本實用新型的有益效果是：