CN104965514B - 一种可智能移动式计算机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可智能移动式计算机，其特征在于：它包括供电单元、计算机主机、显示器、定位单元和行走单元；供电单元与计算机主机、显示器、定位单元和行走单元连接，显示器、定位单元和行走单元均与计算机主机连接；所示定位单元确定用户的位置信息并传输至计算机主机，计算机主机根据用户位置信息控制行走单元移动至用户面前。用户可以通过遥控或声控将用户位置信息传输至计算机主机。进一步，行走单元包括行走规划模块、电机和履带，行走规划模块包括导航模块和障碍物探测模块。本发明的有益效果为：用户通过智能终端对本发明进行遥控或声控，使得本发明能够自动移动到用户面前，给人们的工作和生活带来极大便利。

Description

一种可智能移动式计算机
技术领域
本发明属于计算机领域，具体涉及一种可智能移动式计算机。
背景技术
目前，各种移动终端设备正以非常迅猛的速度发展着。最近几年，诸如笔记本电脑、平板电脑和智能手机等个人移动终端设备呈现出爆炸式的增长。另外，机器人作为一种自动执行工作的机器装置其应用市场也正由工业领域向社会服务和家庭领域发展。而目前还没有一种将计算机与机器人结合在一起的产品。在现有技术的情况下，行动不便的人如果要使用不在身边的笔记本电脑或手机等移动终端，他只能请他人帮助将电脑或手机等拿过来；当周围没有可求助的人时，将不能够满足他的使用需求，从而给他的生活带来不便。如果将个人移动终端与机器人结合起来，将极大地方便人类的生活。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种可智能移动式计算机。
本发明所采用的技术方案为：一种可智能移动式计算机包括供电单元、计算机主机、显示器、定位单元和行走单元；所述供电单元与所述计算机主机、显示器、定位单元和行走单元连接，所述显示器、定位单元和行走单元均与所述计算机主机连接；所示定位单元确定用户的位置信息并传输至所述计算机主机，所述计算机主机根据用户位置信息控制所述行走单元移动至用户面前。
用户使用带无线通讯功能的移动终端对可智能移动式计算机进行遥控时，所述定位单元包括设置在用户处的定位锚节点、无线通讯模块和数据处理模块，所述定位锚节点通过所述带无线通讯功能的移动终端和无线通讯模块将用户位置信息传输至所述数据处理模块，所述数据处理模块将接收到的用户位置信息进行处理后传输至所述计算机主机。
进一步地，所述无线通讯模块采用Wifi模块或蓝牙模块。
用户对可智能移动式计算机进行声控时，所述定位单元包括音频信号采集模块和声源位置计算模块，所述音频信号采集模块采用两个以上的声音传感器，各所述声音传感器均设置在所述可智能移动式计算机上，且位于同一直线上；所述声音传感器将采集到的用户声音信号传输至所述计算机主机，所述计算机主机对接收到的声音信号与预存的用户声音信号进行比对，如果两声音信号相匹配，则所述计算机主机控制所述声音传感器将采集时间传输至所述声源位置计算模块；所述声源计算模块根据所述声音传感器之间的距离以及接收到的采集时间计算得到声源位置并传输至所述计算机主机。
所述行走单元包括行走规划模块、电机和履带，所述行走规划模块和电机均与所述计算机主机连接，所述计算机主机根据用户的位置信息控制所述行走规划模块规划所述可智能移动式计算机到用户之间的路线，并控制所述电机带动所述履带按照规划的路线行进。
所述行走规划模块包括导航模块和障碍物探测模块，所述导航模块与计算机主机进行信息交互，所述计算机主机根据接收到的用户位置信息控制所述导航模块确定所述可智能移动式计算机与用户之间的方向角θ和直线距离L，所述导航模块将方向角θ和直线距离L传输至所述计算机主机；所述计算机主机根据方向角θ和直线距离L计算得到横向直线距离Lx；所述障碍物探测模块将探测到的行进过程中的障碍物信息传输至所述计算机主机，所述计算机主机对接收到的障碍物信息进行越障判断，并根据判断结果控制所述电机带动所述履带行进。
所述障碍物探测模块未探测到障碍物或者障碍物的高度小于所示履带的最大越障高度时，所述计算机主机控制所述电机带动所述履带按照直线行进。
所述障碍物探测模块探测到障碍物的高度大于所示履带的最大越障高度时，所述计算机主机控制所述电机带动所述履带按照直线或沿着障碍物按照折线行进。
所述障碍物探测模块采用雷达探测器、超声波探测器或红外探测器。
所述可智能移动式计算机中还设置键盘和鼠标，所述键盘和鼠标均与所述计算机主机连接。
由于采用以上技术方案，本发明的有益效果为：用户通过智能终端对本发明进行遥控或声控，使得本发明能够自动移动到用户面前，从而给人们的工作和生活带来极大便利。
附图说明
图1是本发明可智能移动式计算机的电路结构示意图；
图2是实施例1中本发明可智能移动式计算机的部分电路结构示意图；
图3本发明与用户的平面位置关系示意图；
图4是实施例2中障碍物一、障碍物二、本发明可智能移动式计算机以及用户之间的位置关系示意图；
图5是本发明遇到障碍物时的绕行路线示意图；
图6是实施例2中本发明可智能移动式计算机的部分电路结构示意图；
图7是实施例2中的声音传播路径示意图。
图中：1、供电单元；2、计算机主机；3、显示器；4、定位单元；5、行走单元；41、无线通讯模块；42、数据处理模块；43、音频信号采集模块；44、声源位置计算模块；51、行走规划模块；52、电机；53、履带；511、导航模块；512、障碍物探测模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
如图1所示，本发明提供了一种可智能移动式计算机，其包括供电单元1、计算机主机2、显示器3、定位单元4和行走单元5。供电单元1为计算机主机2、显示器3、定位单元4和行走单元5供电。显示器3、定位单元4和行走单元5均与计算机主机2连接。定位单元4确定用户的所在位置并将用户的位置信息传输至计算机主机2，计算机主机2根据用户位置信息控制行走单元5移动至用户面前。进一步，行走单元5包括行走规划模块51、电机52和履带53，行走规划模块51和电机52均与计算机主机2连接，计算机主机2根据用户的位置信息控制行走规划模块51规划本发明到用户之间的路线，并控制电机52带动履带53按照规划的路线行进。用户可以对本发明进行遥控或声控，使得本发明能够智能移动到用户面前。
实施例1：如图2所示，当用户使用带无线通讯功能的移动终端对可智能移动式计算机进行遥控时，定位单元4包括设置在用户处的定位锚节点(图中未示出)、无线通讯模块41和数据处理模块42。定位锚节点通过带无线通讯功能的移动终端和无线通讯模块41将用户位置信息传输至数据处理模块42，数据处理模块42将接收到的用户位置信息进行处理后传输至计算机主机2。行走规划模块51中设置导航模块511和障碍物探测模块512。
如图3所示，计算机主机2根据接收到的用户位置信息控制导航模块511确定本发明可智能移动式计算机与用户之间的方向角θ和直线距离L，方向角θ和直线距离L传输至计算机主机2。计算机主机2根据方向角θ和直线距离L计算得到横向直线距离Lx。物探测模块512对本发明可智能移动式计算机周围360°范围内的障碍物进行三维立体探测。
当障碍物探测模块512未探测到障碍物时，计算机主机2控制电机52带动履带53沿直线距离L所在直线行进。
当障碍物探测模块512探测到有障碍物时，障碍物探测模块512将探测到的障碍物的方位、距离和高度信息，并传输至计算机主机2。计算机主机2根据接收到的障碍物的高度信息选择越障模式或避障模式，其具体过程为：
如果障碍物的高度小于履带53的最大越障高度，则进入越障模式，计算机主机2控制电机52带动履带53越障后沿直线距离L所在直线行进。
如果障碍物的高度大于履带53的最大越障高度，则计算机主机2根据任一两相邻障碍物之间的距离判断与直线距离L所在直线成±θ夹角的扇形区域内是否存在着有效的行进路径。
如图4所示，如果与直线距离L所在直线成±θ夹角的扇形区域内存在着有效的行进路径，则计算机主机2首先根据障碍物之间的距离信息，选出距离最小且与直线距离L所在直线夹角最小的两个障碍物，即障碍物一和障碍物二，其次，计算得到两个障碍物之间的最小直线距离Lmin和最小直线距离Lmin在直线距离L垂直方向上的分布距离Lminy，如果分布距离Lminy大于本发明可智能移动式计算机的自身宽度，则获得一条沿直线距离L所在直线的可行走路径，否则，重新重复最小直线距离Lmin和分布距离Lminy的迭代计算，直到获得沿直线距离L所在直线方向一定扇区区域内的有效行进路径为止，计算机主机2控制电机52带动履带53沿有效行进路径行进。
如图5所示，如果与直线距离L所在直线成±θ夹角的扇形区域内不存在有效的行进路径，则计算机主机2控制电机52带动履带53沿障碍物按照折线行进。
在履带53行进的过程中，计算机主机2不断调整本发明可智能移动式计算机的行走位置，从而不断缩减方向角θ和横向直线距离Lx的值，直至方向角θ和横向直线距离Lx为0，本发明可智能移动式计算机到达用户所在位置。
实施例2：如图6所示，当用户对可智能移动式计算机进行声控时，定位单元4包括音频信号采集模块43和声源位置计算模块44。音频信号采集模块43采用两个以上的声音传感器，各声音传感器均设置在本发明可智能移动式计算机上，且位于同一直线上。声音传感器将采集到的用户的声音信号传输至计算机主机2，计算机主机2对接收到的声音信号与预存的用户的声音信号进行比对，如果两声音信号相匹配，则计算机主机2控制声音传感器将采集时间传输至声源位置计算模块44。
如图7所示，采用三个声音传感器S1、S2、S3，三个声音传感器将各自的采集时间T1、T2、T3均传输至声源位置计算模块44，声源计算模块根据三个声音传感器S1、S2、S3之间的距离以及接收到的采集时间T1、T2、T3计算得到声源的所在位置，并将得到的声源位置传输至计算机主机2，其中声源位置即代表用户位置。
如图3所示，计算机主机2根据声源位置控制导航模块511确定本发明可智能移动式计算机与用户之间的方向角θ和直线距离L，方向角θ和直线距离L传输至计算机主机2。计算机主机2根据方向角θ和直线距离L计算得到横向直线距离Lx。障碍物探测模块512将探测到的行进过程中的障碍物信息传输至计算机主机2，计算机主机2对接收到的障碍物信息进行判断。采用与实施例1相同的方法，计算机主机2控制电机52带动履带53按照直线距离L所在直线行进或沿障碍物按照折线行进。在履带53行进的过程中，计算机主机2不断调整本发明可智能移动式计算机的行走位置，从而不断缩减方向角θ和横向直线距离Lx的值，直至方向角θ和横向直线距离Lx为0，本发明可智能移动式计算机到达用户所在位置。
在一个优选的实施例中，障碍物探测模块512采用雷达探测器、超声波探测器或红外探测器。
在一个优选的实施例中，无线通讯模块41采用Wifi模块或蓝牙模块。
在一个优选的实施例中，本发明可智能移动式计算机中还设置键盘和鼠标，键盘和鼠标均与计算机主机2连接。
本发明将传统的电脑与机器人结合在一起，用户通过智能终端对本发明进行遥控或声控，使得本发明能够自动移动到用户面前，从而给人们的工作和生活带来极大便利。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可智能移动式计算机，其特征在于：它包括供电单元、计算机主机、显示器、定位单元和行走单元；所述供电单元与所述计算机主机、显示器、定位单元和行走单元连接，所述显示器、定位单元和行走单元均与所述计算机主机连接；所示定位单元确定用户的位置信息并传输至所述计算机主机，所述计算机主机根据用户位置信息控制所述行走单元移动至用户面前；
所述行走单元包括行走规划模块、电机和履带，所述行走规划模块和电机均与所述计算机主机连接，所述计算机主机根据用户的位置信息控制所述行走规划模块规划所述可智能移动式计算机到用户之间的路线，并控制所述电机带动所述履带按照规划的路线行进；
所述行走规划模块包括导航模块和障碍物探测模块，所述导航模块与计算机主机进行信息交互，所述计算机主机根据接收到的用户位置信息控制所述导航模块确定所述可智能移动式计算机与用户之间的方向角θ和直线距离L，所述导航模块将方向角θ和直线距离L传输至所述计算机主机；所述计算机主机根据方向角θ和直线距离L计算得到横向直线距离Lx；所述障碍物探测模块将探测到的行进过程中的障碍物信息传输至所述计算机主机，所述计算机主机根据接收到的障碍物信息选择越障模式或避障模式，其具体过程为：
如果障碍物的高度小于履带的最大越障高度，则进入越障模式，计算机主机控制电机带动履带越障后沿直线距离L所在直线行进；
如果障碍物的高度大于履带的最大越障高度，则计算机主机根据任一两相邻障碍物之间的距离判断与直线距离L所在直线成±θ夹角的扇形区域内是否存在着有效的行进路径；
如果与直线距离L所在直线成±θ夹角的扇形区域内存在着有效的行进路径，则计算机主机首先根据障碍物之间的距离信息，选出距离最小且与直线距离L所在直线夹角最小的两个障碍物，其次，计算得到两个障碍物之间的最小直线距离Lmin和最小直线距离Lmin在直线距离L垂直方向上的分布距离Lminy，如果分布距离Lminy大于可智能移动式计算机的自身宽度，则获得一条沿直线距离L所在直线的可行走路径，否则，重新重复最小直线距离Lmin和分布距离Lminy的迭代计算，直到获得沿直线距离L所在直线方向一定扇区区域内的有效行进路径为止，计算机主机控制电机带动履带沿有效行进路径行进；
如果与直线距离L所在直线成±θ夹角的扇形区域内不存在有效的行进路径，则计算机主机控制电机带动履带沿障碍物按照折线行进。
2.如权利要求1所述的一种可智能移动式计算机，其特征在于：用户使用带无线通讯功能的移动终端对可智能移动式计算机进行遥控时，所述定位单元包括设置在用户处的定位锚节点、无线通讯模块和数据处理模块，所述定位锚节点通过所述带无线通讯功能的移动终端和无线通讯模块将用户位置信息传输至所述数据处理模块，所述数据处理模块将接收到的用户位置信息进行处理后传输至所述计算机主机。
3.如权利要求2所述的一种可智能移动式计算机，其特征在于：所述无线通讯模块采用Wifi模块或蓝牙模块。
4.如权利要求1所述的一种可智能移动式计算机，其特征在于：用户对可智能移动式计算机进行声控时，所述定位单元包括音频信号采集模块和声源位置计算模块，所述音频信号采集模块采用两个以上的声音传感器，各所述声音传感器均设置在所述可智能移动式计算机上，且位于同一直线上；所述声音传感器将采集到的用户声音信号传输至所述计算机主机，所述计算机主机对接收到的声音信号与预存的用户声音信号进行比对，如果两声音信号相匹配，则所述计算机主机控制所述声音传感器将采集时间传输至所述声源位置计算模块；所述声源位置 计算模块根据所述声音传感器之间的距离以及接收到的采集时间计算得到声源位置并传输至所述计算机主机。
5.如权利要求1所述的一种可智能移动式计算机，其特征在于：所述障碍物探测模块未探测到障碍物或者障碍物的高度小于所示履带的最大越障高度时，所述计算机主机控制所述电机带动所述履带按照直线行进。
6.如权利要求1所述的一种可智能移动式计算机，其特征在于：所述障碍物探测模块探测到障碍物的高度大于所示履带的最大越障高度时，所述计算机主机控制所述电机带动所述履带按照直线或沿着障碍物按照折线行进。
7.如权利要求1所述的一种可智能移动式计算机，其特征在于：所述障碍物探测模块采用雷达探测器、超声波探测器或红外探测器。
8.如权利要求1或2或3或4所述的一种可智能移动式计算机，其特征在于：所述可智能移动式计算机中还设置键盘和鼠标，所述键盘和鼠标均与所述计算机主机连接。
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