[發(fā)明專利]一種基于apriltag定位的機器人及巡邏方法

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• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN109189073A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發(fā)明（設計）人: 張東;伍子健;楊澤霖;利崇彬;曾祥灝;李佩佩
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 梁睦宇

1.一種基于apriltag定位的機器人，其特征在于，包括電路主控板、供電模塊、車底盤架、驅動模塊、攝像頭和apriltag標簽巡線模塊，所述電路主控板固定與車底盤架，所述攝像頭安裝于車底盤架，所述攝像頭鏡頭方向朝下，所述供電模塊安裝于車底盤架，所述驅動模塊安裝于車底盤架，所述攝像頭、供電模塊和驅動模塊均與電路主控板連接，所述apriltag標簽巡線模塊與所述攝像頭信號連接。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于apriltag定位的機器人，其特征在于，所述的apriltag標簽巡線模塊包括高對比度的橫線軌道和多個apriltag標簽，所述橫線軌道放置有apriltag標簽，所述apriltag標簽和橫線軌道均與所述攝像頭信號連接。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于apriltag定位的機器人，其特征在于，所述電路主控板設有中央處理器、陀螺儀芯片、CAN通信芯片、串口通信模塊電路、ADC轉換器和電磁繼電器,所述陀螺儀芯片與所述中央處器連接，所述驅動模塊通過CAN通信芯片與中央處理器連接，所述中央處理器通過串口通信模塊電路與機器人的遙控器信號連接，所述供電模塊通過ADC轉換器和電磁繼電器與中央處理器連接。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于apriltag定位的機器人，其特征在于,所述驅動模塊包括電機、電機驅動調節(jié)器、聯(lián)軸器和輪軸組件，所述輪軸組件和電機都設有四個，所述輪軸組件安裝于所述車底盤架的四個邊角，所述電機固定于所述車底盤架，每個輪軸組件分別通過所述聯(lián)軸器與相應的電機的動力輸出軸連接，所述電機的信號輸入端過電機驅動調節(jié)器與所述電路主控板連接。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種基于apriltag定位的機器人，其特征在于，所述輪軸組件包括車軸、麥克納姆輪、固定座和軸承，所述麥克納姆輪與所述車軸的一端連接，所述軸承固定在固定座的一端，所述車軸的另一端穿過軸承與所述聯(lián)軸器的一端連接，所述電機的電機軸穿過所述固定座另一端與聯(lián)軸器的另一端連接。

6.根據(jù)權利要求5所述的一種基于apriltag定位的機器人，其特征在于，所述車軸上套有輪軸卡簧，所述輪軸卡簧位于所述聯(lián)軸器與軸承之間。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種基于apriltag定位的機器人，其特征在于，所述供電模塊包括主供電電池和備用電池，所述主供電電池通過主電池架固定在所述車底盤架的底部，所述備用電池通過備用電池架固定于所述車底盤架的底部，所述主供電池和備用電池均與電路主控板連接。

8.基于權利要求1～7中任意一項所述的一種基于apriltag定位的機器人的巡邏方法，其特征在于，包括以下步驟：

在機器人行駛的過程中，攝像頭掃描橫線軌跡，通過攝像頭傳感器傳輸給中央處理器，中央處理器識別出機器人的巡邏路線，同時測量出巡邏路線與橫線軌道的夾角，然后把夾角的數(shù)據(jù)值作為反饋值進行PID解算后傳送給can通信芯片，can通信芯片通過電機驅動調節(jié)器控制各個電機的轉速，以通過控制各個車輪的轉速實現(xiàn)調整機器人的行進方向，從而保證機器人按特定的路線進行巡邏；

當攝像頭掃描到apriltag標簽時，通過攝像頭傳感器傳輸給中央處理器，中央處理器識別出apriltag標簽中所標識的指令，中央處理器根據(jù)指令向can通信芯片傳達控制信號，則can通信芯片根據(jù)控制信號通過電機驅動調節(jié)器控制各個電機的轉速，以控制機器人進行相應的指令動作。

9.根據(jù)權利要求8所述的一種基于apriltag定位的機器人的巡邏方法，其特征在于：所述指令動作包括掉頭、旋轉、停止、左轉、右轉和后退。