CN105796289A - 导盲机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种导盲机器人，本发明提供的导盲机器人中，设置有行走驱动装置以及速度传感器；行走驱动装置能够根据速度传感器检测到的盲人的行走速度控制导盲机器人的行走速度，使导盲机器人的行走速度与盲人的行走速度匹配。从而本发明提供的导盲机器人能够很好的适应盲人的行走速度。

Description

导盲机器人
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种导盲机器人。
背景技术
全世界有数以千万计的盲人，盲人需要起居、生活、外出办事，帮助盲人提升行动方便性具有重要意义。传统方式盲人借助盲杖、导盲犬出行，由于局限性，不能很好满足导盲需求。
为此，现有技术中提供一些导盲机器人，这些机器人能够根据自动的引领盲人行走。但是这些导盲机器人的行走速度一般是固定的，难以很好的适应不同盲人的行走速度。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种能够自动适应盲人行走速度的导盲机器人。
本发明提供了一种导盲机器人，包括：
机身，设置在所述机身上的行走驱动装置以及速度传感器；
所述速度传感器用于检测盲人的行走速度；
所述行走驱动装置用于根据所述速度传感器检测到的行走速度控制导盲机器人的行走速度，使导盲机器人的行走速度与盲人的行走速度匹配。
本发明提供的导盲机器人中，设置有行走驱动装置以及速度传感器；行走驱动装置能够根据速度传感器检测到的盲人的行走速度控制导盲机器人的行走速度，使导盲机器人的行走速度与盲人的行走速度一致。从而本发明提供的导盲机器人能够很好的适应盲人的行走速度。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征信息和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1为本发明提供的一种导盲机器人的结构示意图；
图2为本发明提供的一种导盲机器人的结构示意图；
图3为图中的导盲机器人的部分结构的结构示意图；
图4为图中的导盲机器人的部分结构的结构示意图；
图5为本发明提供的一种导盲机器人的工作流程的示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明提供了一种导盲机器人，参见图1、图2，该导盲机器人包括：
机身3，设置在机身3上的行走驱动装置1以及速度传感器2；
速度传感器2于检测盲人的行走速度；
行走驱动装置1用于根据速度传感器2检测到的行走速度控制导盲机器人的行走速度，使导盲机器人的行走速度与盲人的行走速度匹配。
本发明提供的导盲机器人，设置有行走驱动装置以及速度传感器；行走驱动装置能够根据速度传感器检测到的盲人的行走速度控制导盲机器人的行走速度，使导盲机器人的行走速度与盲人的行走速度匹配。从而本发明提供的导盲机器人能够很好的适应盲人的行走速度。
在具体实施时，上述的行走驱动装置1可以具体为图1、图2、图3中所示的行走底盘1a，此时该行走驱动装置1还可以包括用于驱动该行走底盘1a行走的速度控制装置1b。通过控制该行走底盘1a的行走速度可以控制整个机器人的行走速度。在具体实施时，该速度控制装置可以采用PLC等可编程电路实现，或者也可以由控制器配合相应的软体装置实现。当然在具体实施时，这里的行走驱动装置1通过何种方式实现并不会影响本发明的保护范围。
不难理解的是，这里所指的控制导盲机器人的行走速度与用户匹配，具体的，可控制导盲机器人的行走速度与用户行走速度相同或大致相同。
具体实施时，行走驱动装置中可以设置比较电路，比较电路接收到速度传感器检测到的用户行走速度和行走底盘的行走速度，将二者的差值输出给速度控制装置，该速度控制装置可调整行走底盘的行走速度使得行走底盘的行走速度与当前用户行走速度相同。
再比如，在具体实施时，速度传感器可以由能够感应人体，并根据人体的实时位置确定人体的速度的装置实现。比如可以由红外传感器配合相应的逻辑电路或者控制器实现，或者也可以由图像采集装置采集盲人的图像，并进而由逻辑电路或者控制器根据图像确定盲人的行走速度。
这里的速度传感器2可以具体设置在行走底盘上，也可以设置在机身部分上，或者也可以同时在行走底盘和机身部分上都设置速度传感器。设置在行走底盘上的好处是能够提高获取到用户的行走速度的成功率，因为如果设置在其他位置，比如设置在整个导盲机器人的顶部，则可能因为用户的身高不够，导致速度传感器无法检测到人体，相应的也无法检测到行走速度。
除了上述的行走驱动装置1以及速度传感器2之外，本发明提供的导盲机器人还可以按照如下任意一种或者几种方式设置，以进一步提升导盲机器人的性能，提升用户的使用体验。
在一些实施方式中，参见图2、图3，导盲机器人还包括把手4和把手升降装置5；
其中，把手升降装置5用于在导盲机器人进入激活状态(这里的激活状态是相对于待机状态而言，在待机状态时，导盲机器人的主要功能模块不处于工作状态，而是需要导盲机器人由待机状态进入到激活状态时，通过触发信号触发各个功能模块进入工作状态)时，带动把手4升降，在接收到停止升降指令时，停止带动把手4的升降；
把手4用于在检测到用户的手放置在把手4上时，向把手升降装置5输出停止升降指令。
这样做的好处是，能够使得导盲机器人在激活后，自动的使把手进行升降，方便盲人握住把手。并在盲人握住把手后，停止升降把手。
具体来说，可以在把手4上设置人体感应装置(比如红外传感器等)感应人手；并在感应到人手时，输出一个特定的电平(比如高电平)作为停止升降指令到把手升降装置5。
把手升降装置5具体如何设置并不会影响方式一的实施，相应的技术方案也均应该落入本发明的保护范围。参见图3，还示出了把手升降装置5的一种可选的实施方式，主要包括一个沿竖直方向设置的导轨，还可以包括一个马达(图中未示出马达)；此时把手4设置在该导轨上，马达带动该把手4沿导轨上下移动。
另外为了便于用户触握，可以按照图2和图3的方式，设置把手4为环形，设置在机身3的外围。
在至少一个实施方式中，当行走驱动装置1按照图1、图2和图3所示的，包括行走底盘以及速度控制装置时，此时参见图4，导盲机器人的机身部分3设置在行走底盘1的上方，导盲机器人还包括柔性连接器件6；
柔性连接器件6用于将行走底盘1与机身部分3弹性连接，使得行走底盘1与机身部分3能够在水平方向上相对滑动。
这样设置的好处是，能够形成在机身部3和行走底盘1之间形成缓冲，避免盲人行走过快或者过慢的时候推到机器人。需要指出的是，在具体实施时，上述的速度传感器还可以用于感应柔性连接器件6的拉伸方向，根据拉伸方向确定盲人的速度比导盲机器人的速度快还是慢，进而调整导盲机器人的速度与盲人的速度一致。
在至少一个实施方式中，导盲机器人中还设置有声音提醒装置7，声音提示装置7用于在所述机器人进入激活状态时，输出声音以提醒用户把手所在的位置。
这样能够使得用户及时的确定导盲机器人所在的位置。在具体实施时，可以使导盲机器人进入激活状态时，向声音提醒装置输入一个触发指令，使得声音提醒装置7输出声音，该声音提醒装置7可以具体为扬声器等。在具体实施时，参见图2，该声音提醒装置7可以具体是指在把手4上。
在至少一个实施方式中，导盲机器人中还设置有声音识别装置，用于识别用户的发出的声音，并根据用户发出的声音激活导盲机器人。
这样做的好处是，盲人通过声音即可激活导盲机器人。
在具体实施时，声音识别装置可以用以识别用户的声音音量的大小，当用户的声音音量大于设定值的时候激活导盲机器人；或者，声音识别装置也可以识别用户发出的声音的内容；当内容符合设定的内容时激活导盲机器人；比如当用户发出的声音为“激活机器人”时激活该导盲机器人。更进一步的，这里的声音识别装置还可以为能够进行声纹识别的装置，此时可以仅在接收到的声音为特定用户发出的声音的时候激活导盲机器人。以上都可以避免错误的激活导盲机器人。这里的声音识别装置可以采用麦克风并配合相应的声音处理元件实现。其具体位置也可以设置在把手4，位于声音提醒装置7的位置处。
更进一步的，在具体实施时，还可以按照如下方式设置导盲机器人；
行走驱动装置1还用于根据用户发出的声音确定用户的位置；并驱动所述导盲机器人移动至所确定的位置。
这样做的好处是能够使得导盲机器人自动的移动到盲人所在的位置。
在至少一个实施方式中，导盲机器人还包括避障传感器2；
所述避障传感器2用于检测导盲机器人的行进路线上是否有障碍物；
行走驱动装置1还用于在所述避障传感器2检测到导盲机器人的行进路线上有障碍物时，改变导盲机器人的行走路线使得导盲机器人避开检测到的障碍物。
这样做的好处是，能够使得导盲机器人自动的避开障碍物。这里的避障传感器可以为任何能够感应障碍物的传感器；比如摄像头，红外传感器、激光传感器等。这些传感器在检测到障碍物之后，可以向行走驱动装置发出一个特定信号，行走驱动装置根据该特定信号确定出现障碍物，并进行路线的调整。
在具体实施时，可以按照图2或3的方式，将该避障传感器2设置在机身部分3的下半部分靠近行走驱动装置1处，这样也能够感应到高度相对较低的障碍物。
在至少一个实施方式中，导盲机器人还包括雷达装置10；
雷达装置10用于感应导盲机器人周围的物体；
行走驱动装置1还用于根据雷达装置10感应到的物体建立导盲机器人的周围环境地图，并根据所建立的周围环境地图对导盲机器人的行走路线进行控制。
这样能够自动的路线的规划，自动引导盲人前进。行走驱动装置1根据周围的物体的信息建立周围环境地图的方式可以参考现有技术，在此不再详细说明。
在至少一个实施方式中，导盲机器人还包括：图像采集装置8、声音输出装置和通信装置(图中未示出)；
图像采集装置8用于采集导盲机器人周围的图像；
通信装置用于将图像采集装置8采集到图像传输到远端；还用于接收远端传输的声音；
声音输出装置用于将所述通信装置接收到的声音输出。
通过这种方式，能够将远端的图像传输到导盲机器人，并将导盲机器人周围的图像传输到远端，使得远端能够与导盲机器人周围的人交流。这里的图像采集装置可以具体为摄像头，该摄像头可以按照图1的方式设置在机身部分的顶部。这里的声音输出装置可以具体为扬声器等，可以设置在把手位置处。当同时按照方式四实施时，声音输出装置和声音提醒装置可以为同一装置。
在这种方式的基础上，还可以设置声音采集装置(图中未示出)和/或显示装置9；声音采集装置用于采集导盲机器人周围的声音；当设置声音采集装置时，通信装置还用于接收远端发送的图像。这样做的好处是，能够使得导盲机器人周围的声音采集到远端，使得远端能够或者盲人或者帮助盲人的其他人的声音传输到远端，与远端进行很好的交流。当设置显示装置9时，通信装置还可以用于接收远端发送的图像；此时显示装置9可以用于将通信装置接收到的图像显示。这样能够使得导盲机器人周围的正常人观察到远端的图像，通过这种方式与远端进行交流。
在具体实施时，这里的通信装置可以为3G/4G模组等，盲人可以通过该模组呼叫远端并接入远端，实现与远端的通信。
不难理解的是，在具体实施时，上述的各个方式可以任意组合，相应的技术方案均应该落入本发明的保护范围。为了使得本领域技术人员更清楚的理解所组合的方案，下面结合流程图对其中的一种方案进行详细说明。参见图4，本发明提供的一种导盲机器人的工作流程可以包括：
步骤S1，导盲机器人实时检测盲人发出的语音；
步骤S2，导盲机器人根据盲人发出的语音判断是否进入到激活状态；若是，则转向步骤S3，若否，则转向步骤S1；
步骤S3，导盲机器人根据盲人发出的语音确定盲人的位置，并移动到盲人的位置处；
步骤S4，声音提示装置发出提示音，提醒用户把手所在的位置；
步骤S5，把手升降装置带动把手升降；
步骤S6，把手在检测到用户的手放置在把手上时，向所述把手升降装置输出停止升降指令；
步骤S7，把手升降装置停止带动把手升降；
步骤S8，导盲机器人根据盲人的指令通过通信装置接入到远端；
步骤S9，导盲机器人的通信装置将从远端接收到的图像和声音通过通信装置展示，并将周围的图像和声音发送到远端。
不难理解的是，在具体实施时，上述的各种可选的实施方式之间不会相互影响。对各个可选的实施方式的任意组合均应该落入本发明的保护范围。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (15)

1.一种导盲机器人，其特征在于，包括：机身，设置在所述机身上的行走驱动装置以及速度传感器；
所述速度传感器用于检测盲人的行走速度；
所述行走驱动装置用于根据所述速度传感器检测到的行走速度控制导盲机器人的行走速度，使导盲机器人的行走速度与盲人的行走速度匹配。
2.根据权利要求1所述的导盲机器人，其特征在于，还包括把手和把手升降装置；
所述把手升降装置用于在检测到导盲机器人进入激活状态时，带动所述把手升降，在接收到停止升降指令时，停止带动所述把手的升降；
所述把手用于在检测到用户的手放置在把手上时，向所述把手升降装置输出停止升降指令。
3.根据权利要求2所述的导盲机器人，其特征在于，所述把手升降装置包括沿竖直方向的导轨和马达；
所述把手设置在所述导轨上，适于沿所述导轨滑动；
所述马达用于驱动所述把手沿所述导轨滑动。
4.根据权利要求1所述的导盲机器人，其特征在于，所述行走驱动装置包括行走底盘以及用于控制行走底盘的行走速度的速度控制装置；所述导盲机器人还包括柔性连接器件，用于将所述行走底盘与所述机身部分弹性连接，使得所述行走底盘与所述机身部分能够在水平方向上相对滑动。
5.根据权利要求4所述的导盲机器人，其特征在于，所述速度传感器设置在所述行走底盘上。
6.根据权利要求1所述的导盲机器人，其特征在于，还包括声音提示装置；
所述声音提示装置，用于在所述机器人进入激活状态时，输出声音以提醒用户导盲机器人所在的位置。
7.根据权利要求1所述的导盲机器人，其特征在于，还包括声音识别装置，用于识别用户发出的声音，根据用户发出的声音激活导盲机器人。
8.根据权利要求7所述的导盲机器人，其特征在于，所述行走驱动装置还用于根据用户发出的声音确定用户的位置；并驱动所述导盲机器人移动至所确定的位置。
9.根据权利要求1所述的导盲机器人，其特征在于，所述导盲机器人还包括避障传感器；
所述避障传感器用于检测导盲机器人的行进路线上是否有障碍物；
所述行走驱动装置还用于在所述避障传感器检测到导盲机器人的行进路线上有障碍物时，改变导盲机器人的行走路线使得导盲机器人避开检测到的障碍物。
10.根据权利要求1所述的导盲机器人，其特征在于，还包括雷达装置；
所述雷达装置用于感应导盲机器人周围的物体；
所述行走驱动装置还用于根据雷达装置感应到的物体建立导盲机器人的周围环境地图，并根据所建立的周围环境地图对导盲机器人的行走路线进行控制。
11.根据权利要求1所述的导盲机器人，其特征在于，还包括：图像采集装置、声音输出装置和通信装置；
所述图像采集装置用于采集导盲机器人周围的图像；
所述通信装置用于将图像采集装置采集到图像发送到远端；还用于接收远端发送的声音；
所述声音输出装置用于将所述通信装置接收到的声音输出。
12.根据权利要求11所述的导盲机器人，其特征在于，还包括声音采集装置；
所述声音采集装置用于采集导盲机器人周围的声音；
所述通信装置还用于将声音采集装置采集到的声音发送到远端。
13.根据权利要求11所述的导盲机器人，其特征在于，还包括显示装置；
所述通信装置还用于接收远端发送的图像；
所述显示装置还用于将所述通信装置接收到的图像显示。
14.根据权利要求1所述的导盲机器人，其特征在于，还包括设置在所述机身上的把手；所述把手为环形，环绕在所述机身的外围。
15.根据权利要求1所述的导盲机器人，其特征在于，所述机身为柱状。
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Granted publication date: 20170825

License type: Common License

Record date: 20231016

Application publication date: 20160727

Assignee: TIANJIN YIYUE INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Assignor: Huazhi Zhongchuang (Beijing) Investment Management Co.,Ltd.

Contract record no.: X2023990000866

Denomination of invention: Guide Robot

Granted publication date: 20170825

License type: Common License

Record date: 20231016