[實用新型]一種智能化導盲機器人裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721164468.X
• 申請日: 2017-09-12
• 公開（公告）號: CN207281590U
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏巍;索明;于長和;吳少軍;索彪;孫磊
• 申請（專利權(quán)）人: 北京創(chuàng)享高科科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 天津市尚文知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司12222
• 代理人: 程昊

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于機器人相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種智能化導盲機器人裝置。

背景技術(shù)

對盲人來說，導盲犬是最安全可靠的出行輔助方式。然而，社會對于導盲犬的需求量過大，導致導盲犬并不能滿足于實際的需求。導盲機器人是為視覺障礙患者提供導航幫助的一種服務(wù)型機器人，它利用多種傳感器對周圍環(huán)境進行探測，將探測的信息進行處理，然后做出相應的反饋，并將反饋信息提供給驅(qū)動裝置和視覺障礙患者，從而幫助使用者有效地避開障礙。

傳統(tǒng)的導盲機器人可分為引導模式和全景模式兩種。引導模式是帶領(lǐng)使用者在不發(fā)生碰撞的情況下繞過障礙物，全景模式則是以超聲波等方式來描繪出區(qū)域內(nèi)的全景地圖，通過全景地圖來告知使用者所在區(qū)域內(nèi)障礙物的大小、遠近等信息，讓視覺障礙患者可以有效地判斷出周圍場景的情況。

但是，上述引導模式和全景模式導盲機器人很難應對復雜的環(huán)境場景，缺少對周圍場景中的交通信號燈以及行人目標的識別能力。此外，超聲波描繪的地圖信息往往不夠精確，而且不能對機器人的未知環(huán)境進行精確地建圖定位。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種智能化導盲機器人裝置，它可以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，能夠解決在未知環(huán)境內(nèi)地圖創(chuàng)建問題，以及未知環(huán)境內(nèi)交通信號燈和行人等目標識別問題，是一種結(jié)構(gòu)簡單使用方便的導盲機器人裝置。

本實用新型的技術(shù)方案：一種智能化導盲機器人裝置，其特征在于它包括車體、驅(qū)動輪、雷達模塊、相機模塊及導盲連接桿；其中，所述車體下方連接有驅(qū)動輪，其上方安裝有雷達模塊、相機模塊和導盲連接桿。

所述導盲連接桿安裝在車體的上方；所述導盲連接桿與車體之間有萬向連接機構(gòu)；所述萬向連接機構(gòu)可以確保機器人自身旋轉(zhuǎn)時不帶動導盲連接桿一起旋轉(zhuǎn)，防止盲人進行不必要的運動。

所述車體下方連接有個驅(qū)動輪，所述驅(qū)動輪為四驅(qū)動力系統(tǒng)，具有更輕便的結(jié)構(gòu)以及良好的越障能力，采用差分運動控制的方式對小車的運動軌跡進行控制；四輪驅(qū)動的優(yōu)勢在于導盲機器人有一定的越障能力，可以應對更加復雜的室外場景。

所述相機模塊是雙目相機結(jié)構(gòu)；所述雙目相機結(jié)構(gòu)為雙目立體視覺相機，基線范圍應介于90~110mm之間，焦距介于2mm~3mm之間，用于未知環(huán)境場景的建圖以及交通信號燈和行人目標的識別。

所述雷達模塊是避障激光雷達結(jié)構(gòu)；所述雷達模塊是360度激光雷達，可以探測到最大距離8米的障礙物，用于機器人的實時避障任務(wù)。

所述車體內(nèi)部有智能化導盲機器人控制單元，是由上位機模塊、下位機模塊、電機模塊、驅(qū)動模塊、電源模塊、陀螺儀模塊、GPS模塊及語音模塊構(gòu)成；所述上位機模塊與下位機模塊呈雙相連接；所述上位機模塊的輸入端分別采集雷達模塊、相機模塊、語音模塊、GPS模塊的輸入信號；所述下位機模塊、上位機模塊以及驅(qū)動模塊均由電池模塊供電；所述下位機模塊的輸入端采集陀螺儀模塊的輸出信號，及檢測導盲機器人的姿態(tài)信息；其輸出端輸出驅(qū)動信號給驅(qū)動模塊；所述驅(qū)動模塊與電機模塊連接，控制電機的啟動與停止的運動狀態(tài)。

所述上位機模塊是內(nèi)部核心處理器為ARM cortex-A72的結(jié)構(gòu)，安裝了嵌入式Ubuntu16.04和ROS Kinetic系統(tǒng)，其內(nèi)部裝有機器人導航算法，用于上位機模塊、下位機模塊、陀螺儀模塊、GPS模塊、語音模塊、雷達模塊以及相機模塊間信息的傳遞，并可以對機器人導航算法進行離線處理。

所述GPS模塊，可接收千尋位置云服務(wù)提供的差分位置信號；所述千尋位置云服務(wù)是依托遍布全國的衛(wèi)星定位地基增強站，融合各類定位技術(shù)，以互聯(lián)網(wǎng)的方式提供7*24小時高可用差分播發(fā)服務(wù)，面向全國31省市范圍的各類終端和應用系統(tǒng)，提供厘米級精度的位置糾偏數(shù)據(jù)服務(wù)。該模塊與上位機模塊相連，用于導盲機器人的室外定位導航。

所述語音模塊與上位機模塊相連，用于接收盲人發(fā)送的語音控制指令，語音模塊依靠藍牙與盲人攜帶的話筒相連，用于接收語音信息。

所述相機模塊與車體內(nèi)的上位機模塊相連，為其提供周圍環(huán)境的圖像信息；所述雷達模塊與上位機模塊相連，用于完成機器人的實時避障任務(wù)。

所述導盲連接桿上含有防滑把手7和盲文立體觸感開關(guān)；所述導盲連接桿的高度可調(diào)節(jié)，適應不同高度盲人用戶使用，且調(diào)節(jié)方式簡單易操作；所述防滑把手可以提高盲人用戶接觸產(chǎn)品舒適度和強化觸感便于盲人用戶定位操作；所述盲文立體觸感開關(guān)符合盲人用戶生活行為邏輯，更方便盲人用戶操作產(chǎn)品。

本實用新型所涉及的導盲機器人導盲方法：