CN105549588A - 一种多功能导视机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种多功能导视机器人，包括小车机电系统、中心控制系统、多媒体系统和软件系统，其中，所述小车机电系统包括车底板、支撑杆、承载平台、驱动轮、万向轮和步进电机；所述中心控制系统包括GPS导航仪、摄像头和中心计算机；所述多媒体系统包括显示屏、控制面板、话筒、音响和微型打印机；所述软件系统包括运动控制软件模块和导视软件模块。本发明提出的多功能导视机器人，针对当前向导系统的不足，可以在指定的陌生环境中给用户提供直接的引导。
Description
技术领域
本发明涉及导视机器人领域，尤其是一种利用多媒体手段可以在指定的陌生环境中给用户提供直接的引导的多功能导视机器人。
背景技术
一个人在陌生的环境中常常无所适从，这时就非常需要向导的帮助。传统的向导是由向导人员直接带领或者利用地图来实现，较为先进的方法是通过一些多媒体终端向用户提供查询服务。但这些方法耗费人力、使用困难，而且不能和用户随时交流。
电子向导一般都是固定平台，这些电子向导通常分布在一些流动人员较多的区域，但是这些电子向导无法跟随用户并连续提供引导信息。
通过网络查询类似本作品的报道是韩国首尔地铁站使用的导视机器人，该机器人也采用自动行走结构，但是从报道来看其行走的主要目的是用来移动部署而非给用户提供直接的引导。另外其主要应用目标是地铁站一类的场所。
导视机器人就是为了解决这一问题而研制的，基本思路是用一个可以自动行进的机器人担任向导引导用户到达目的地，机器人在行进的途中根据自身所处的位置向用户提供即时的信息，这些信息是附近热点或其他相关事物的多媒体信息，用户结合实际场景和多媒体展示，能够产生更深刻的体验，正确获取和利用导视机器人提供的信息。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对当前向导系统的不足，提供一种多功能导视机器人，可以在指定的陌生环境中给用户提供直接的引导。
为了达到上述目的，本发明提出一种多功能导视机器人，包括小车机电系统、中心控制系统、多媒体系统和软件系统，
其中，所述小车机电系统包括车底板、支撑杆、承载平台、驱动轮、万向轮和步进电机；
所述中心控制系统包括GPS导航仪、摄像头和中心计算机；
所述多媒体系统包括显示屏、控制面板、话筒、音响和微型打印机；
所述软件系统包括运动控制软件模块和导视软件模块。
进一步的，所述两个驱动轮通过轴承支座连接在车底板上，万向轮通过轴承安装在车底板下方，步进电机提供机器人运动的驱动力；承载平台通过支撑杆安装在车身上方；小车的轨迹变化通过两个驱动轮的差速运动来实现。
进一步的，所述摄像头安装在承载平台的前方，用于采集路径信息；GPS导航仪安装在显示屏的前方，用于在没有存储地图的情况下完成导视；中心计算机为人机交互、多媒体信息展示和线路规划的人工智能提供计算平台，同时也为小车的运动、定位、避障的自动控制提供计算平台。
进一步的，所述中心控制系统采用PC机和嵌入式系统相结合的模式来实现，其中PC为人机交互、人工智能和多媒体演示服务，嵌入式系统为自动控制服务。
进一步的，所述软件系统由中心计算机运行。
进一步的，所述运动控制软件模块从导视软件模块获取控制信息，驱动小车的机电系统做出响应完成相应的动作；所述运动控制软件模块也实时采集各个传感器的信息，根据获取的信息作出反应；对机器人进行实时定位，并将位置信息反馈给导视软件模块。
进一步的，所述导视软件模块分为人机交互模块、导航模块和多媒体演示模块，所述人机交互模块用来接受用户的指令，导航模块根据用户的指令为用户规划行进路线，并向运动控制软件模块发出运动指令；导航模块同时也接受来自运动控制软件模块的定位反馈信息，适时启动多媒体演示模块，多媒体演示模块运用多媒体技术向用户展示附近热点或相关其他信息。
进一步的，所述显示屏用于显示摄像头采集的实景状况、存储地图、GPS导航仪实时导航地图和基本参数设定界面信息；控制面板是人机交互界面，对于无法使用控制面板与机器人交流的用户，可以选择使用语音交互方式，通过话筒和音响完成人机对话；用户还可以根据自己的需要通过微型打印机打印相关的地图和所需信息。
进一步的，整个机器人的能源供应通过蓄电池完成，所述蓄电池安装在车底板上。
进一步的，该机器人的最大运行速度为1米/秒。
本发明所实现的技术效果是：多功能导视机器人使用轮式机器人作为承载平台，使用控制面板和语音模块作为人机交互界面，中心控制系统和多媒体系统可以展示多媒体信息。机器人可以自动行进、定位和避障。导视机器人的优势在于能够直接引导用户到达目的地，并且是根据实际场景提供介绍信息。
导视机器人适合在校园、车站、广场、公园、博物馆等公共场所提供导视服务，也可以为残疾人提供帮助。在导视机器人基础上改进可以产生很多衍生应用，例如安装上摄像头或其他监控设备，作为辅助的移动监控设备，移动的监控设备具有更好的监控效果，对破坏分子具有更强的震慑作用；机器人上安装无线网络接口，通过无线网络连接到因特网，作为移动信息点等。
附图说明
图1所示为本发明较佳实施例的多功能导视机器人前侧结构示意图。
图2所示为本发明较佳实施例的多功能导视机器人后侧结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图给出本发明的具体实施方式，但本发明不限于以下的实施方式。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参考图1和图2，图1所示为本发明较佳实施例的多功能导视机器人前侧结构示意图，图2所示为本发明较佳实施例的多功能导视机器人后侧结构示意图。本发明提出一种多功能导视机器人包括小车机电系统、中心控制系统、多媒体系统、软件系统。小车机电系统包括车底板1、支撑杆13、承载平台11、驱动轮2、万向轮14、步进电机3；中心控制系统包括GPS导航仪16、摄像头7、中心计算机6；多媒体系统包括显示屏8、控制面板9、话筒5、音响4、微型打印机10；软件系统包括运动控制软件模块、导视软件模块。
小车机电系统采用轮式运动小车结构，两个驱动轮2通过轴承支座12连接在车底板1上，万向轮14通过轴承安装在车底板1下方，两个步进电机3提供机器人运动的驱动力；承载平台11通过支撑杆13安装在车身上方；小车的轨迹变化主要通过两个驱动轮2的差速运动来实现。
中心控制系统是导视机器人的大脑。摄像头7安装在承载平台11的前方，主要用于采集路径信息；GPS导航仪16安装在显示屏8的前方，主要用于在没有存储地图的情况下完成导视；中心计算机6需要为人机交互、多媒体信息展示和线路规划等人工智能提供计算平台，同时也要为小车的运动、定位、避障等自动控制提供计算平台。为了使系统既能满足计算任务较繁重的人机交互、人工智能和多媒体演示需要，又能满足实时性较强的自动控制需要，系统采用PC机和嵌入式系统相结合的模式来实现，其中PC为人机交互、人工智能和多媒体演示服务，嵌入式系统为自动控制服务。
软件系统主要由中心计算机6运行。运动控制软件模块从导视软件模块获取控制信息，驱动小车的机电系统做出响应完成相应的动作。运动控制软件模块也实时采集各个传感器的信息，根据获取的信息作出必要的反应(如自动避障、修正小车行进中的误差等)；对机器人进行实时定位，并将位置信息反馈给导视软件模块。
导视软件模块分为人机交互模块、导航模块和多媒体演示模块。人机交互模块主要用来接受用户的指令。导航模块根据用户的指令为用户规划行进路线，并向运动控制软件模块发出运动指令；导航模块同时也接受来自运动控制软件模块的定位反馈信息，适时启动多媒体演示模块。多媒体演示模块运用多媒体技术向用户展示附近热点或相关其他信息，让使用者轻松捕捉到更为全面的环境信息。
显示屏8、控制面板9、微型打印机10、话筒5、音响4均按照合理布局安装在承载平台11上。显示屏8主要用于显示摄像头7采集的实景状况、存储地图、GPS导航仪16实时导航地图和基本参数设定界面等信息；控制面板9是主要的人机交互界面；对于无法使用控制面板9与机器人交流的用户，可以选择使用语音交互方式，通过话筒5和音响4完成人机对话；用户还可以根据自己的需要通过微型打印机10打印相关的地图和所需信息。
整个机器人的能源供应主要通过蓄电池15完成，蓄电池15安装在车底板上。机器人的主要技术指标是：最大运行速度为1米/秒。
使用时用户只要根据需要的信息选择通过语音或者控制面板与机器人对话，获取相应的信息，同时为方便记录所需信息，还可以选择打印所需信息；用户也可以直接选择机器人导引，使用者只需要跟随机器人前往即可。
导视机器人适合在校园、车站、广场、公园、博物馆等公共场所提供导视服务，也可以为残疾人提供帮助。
综上所述，本发明所实现的技术效果是：多功能导视机器人使用轮式机器人作为承载平台，使用控制面板和语音模块作为人机交互界面，中心控制系统和多媒体系统可以展示多媒体信息。机器人可以自动行进、定位和避障。导视机器人的优势在于能够直接引导用户到达目的地，并且是根据实际场景提供介绍信息。
导视机器人适合在校园、车站、广场、公园、博物馆等公共场所提供导视服务，也可以为残疾人提供帮助。在导视机器人基础上改进可以产生很多衍生应用，例如安装上摄像头或其他监控设备，作为辅助的移动监控设备，移动的监控设备具有更好的监控效果，对破坏分子具有更强的震慑作用；机器人上安装无线网络接口，通过无线网络连接到因特网，作为移动信息点等。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (10)
1.一种多功能导视机器人，其特征在于，包括小车机电系统、中心控制系统、多媒体系统和软件系统，
其中，所述小车机电系统包括车底板、支撑杆、承载平台、驱动轮、万向轮和步进电机；
所述中心控制系统包括GPS导航仪、摄像头和中心计算机；
所述多媒体系统包括显示屏、控制面板、话筒、音响和微型打印机；
所述软件系统包括运动控制软件模块和导视软件模块。
2.根据权利要求1所述的多功能导视机器人，其特征在于，所述两个驱动轮通过轴承支座连接在车底板上，万向轮通过轴承安装在车底板下方，步进电机提供机器人运动的驱动力；承载平台通过支撑杆安装在车身上方；小车的轨迹变化通过两个驱动轮的差速运动来实现。
3.根据权利要求1所述的多功能导视机器人，其特征在于，所述摄像头安装在承载平台的前方，用于采集路径信息；GPS导航仪安装在显示屏的前方，用于在没有存储地图的情况下完成导视；中心计算机为人机交互、多媒体信息展示和线路规划的人工智能提供计算平台，同时也为小车的运动、定位、避障的自动控制提供计算平台。
4.根据权利要求1所述的多功能导视机器人，其特征在于，所述中心控制系统采用PC机和嵌入式系统相结合的模式来实现，其中PC为人机交互、人工智能和多媒体演示服务，嵌入式系统为自动控制服务。
5.根据权利要求1所述的多功能导视机器人，其特征在于，所述软件系统由中心计算机运行。
6.根据权利要求1所述的多功能导视机器人，其特征在于，所述运动控制软件模块从导视软件模块获取控制信息，驱动小车的机电系统做出响应完成相应的动作；所述运动控制软件模块也实时采集各个传感器的信息，根据获取的信息作出反应；对机器人进行实时定位，并将位置信息反馈给导视软件模块。
7.根据权利要求1所述的多功能导视机器人，其特征在于，所述导视软件模块分为人机交互模块、导航模块和多媒体演示模块，所述人机交互模块用来接受用户的指令，导航模块根据用户的指令为用户规划行进路线，并向运动控制软件模块发出运动指令；导航模块同时也接受来自运动控制软件模块的定位反馈信息，适时启动多媒体演示模块，多媒体演示模块运用多媒体技术向用户展示附近热点或相关其他信息。
8.根据权利要求1所述的多功能导视机器人，其特征在于，所述显示屏用于显示摄像头采集的实景状况、存储地图、GPS导航仪实时导航地图和基本参数设定界面信息；控制面板是人机交互界面，对于无法使用控制面板与机器人交流的用户，可以选择使用语音交互方式，通过话筒和音响完成人机对话；用户还可以根据自己的需要通过微型打印机打印相关的地图和所需信息。
9.根据权利要求1所述的多功能导视机器人，其特征在于，整个机器人的能源供应通过蓄电池完成，所述蓄电池安装在车底板上。
10.根据权利要求1所述的多功能导视机器人，其特征在于，该机器人的最大运行速度为1米/秒。
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