CN106647745B - 基于蓝牙定位的导诊机器人自主导航系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于蓝牙定位的导诊机器人自主导航系统及方法，包括服务器、导诊机器人、蓝牙信号发射装置，所述导诊机器人进一步包括问诊模块、路线制定模块、行走机构、红外避障模块、蓝牙定位模块，路线制定模块根据问诊模块确定的诊室信息进行制定行走路线，行走机构根据所述行走路线将患者引导至所述诊室信息对应的位置，红外避障模块进行判断所述行走路线上的障碍物，蓝牙定位模块自动搜索并接收所述蓝牙信号发射装置的蓝牙信号，导诊机器人根据所述蓝牙信号从服务器获取对应的蓝牙信号发射装置的位置信息和计算导诊机器人的实时位置信息；与传统的室内导航方法相比，不仅定位更准确，而且降低了硬件成本，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是一种基于蓝牙定位的导诊机器人自主导航系统及对应的方法。
背景技术
目前医疗资源在国内是非常紧缺的资源，尤其是在城市，大型医院、三甲医院一直是人满为患，其中这些拥挤的人群又较为集中的分部在门诊区。由于现在医院普遍规模都较大，且有很多医院是随着患者的增加一直扩建，所以整体规划布局不是很合理。
综上，问诊、挂号、问路等问题也集中在门诊区的人群中。医院普遍都工作人员配备不足，所以针对问诊、问路等这些简单但工作量又大的重复性问题都相当比较困扰。
目前普遍的做法是配备少量的工作人员进行服务，一来工作人员忙不过来，二来容易造成患者就诊率低下。另外一种做法是比较常见的在医院张贴大量的文字及图标，将常见问题主动展出出来，但由于文化水平、经验、理解能力等差异，此种做法只能解决一小部分问题。也有部分医院开始使用智能导航设备为患者提供服务，如利用移动设备wifi定位导航、为每位患者发放硬件导航设备结束时再回收等。
现有技术主要有以下缺陷和不足：
1、医院投入人力资源成本较高，且容易造成管理混乱；
2、患者就诊率低下，浪费医疗资源及患者时间，甚至延误病情；
3、wifi定位技术误差大；
4、使用大量特定导航设备，容易造成设备管理困难，易丢失等。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供了一种基于蓝牙定位的导诊机器人自主导航系统及方法，能够向患者提供在医院里的自助导诊、自主导航功能。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于蓝牙定位的导诊机器人自主导航系统，其包括服务器、导诊机器人、蓝牙信号发射装置，其中，所述导诊机器人进一步包括：
问诊模块，其根据患者信息进行确定待就诊的诊室信息；
路线制定模块，其根据所述诊室信息进行制定导诊机器人的行走路线；
行走机构，其在伺服驱动电机的驱动下根据所述行走路线将患者引导至所述诊室信息对应的位置；
红外避障模块，其根据红外传感器检测到的红外信号进行判断所述行走路线上的障碍物，并向所述行走机构发出控制信号对所述障碍物进行避让；
蓝牙定位模块，其自动搜索并接收所述蓝牙信号发射装置的蓝牙信号；
导诊机器人根据所述蓝牙信号从服务器获取对应的蓝牙信号发射装置的位置信息，并根据所述位置信息计算导诊机器人的实时位置信息，根据该实时位置信息和待就诊的诊室信息向患者提供导航提示信息。
优选的，所述问诊模块进一步包括：
人脸识别单元，用于对患者进行人脸识别，并根据人脸识别结果进行分析得到患者信息；
挂号单元，用于根据所述人脸识别单元分析得到的患者信息或者患者输入的挂号信息得到待就诊的诊室信息。
优选的，所述路线制定模块进一步包括：
导航地图单元，其根据医院内各个诊室的位置进行预先设置导航路线，并利用所述导航路线生成导航地图；
路线选择单元，其根据待就诊的诊室信息，从所述预先设置的导航路线中进行选择对应的导航路线，得到所述导诊机器人的行走路线。
优选的，所述红外避障模块进一步包括：
红外传感器，用于检测障碍物，并发出红外信号；
避障计算器，其根据所述红外信号进行计算所述障碍物的位置和尺寸；
避障控制器，其根据所述障碍物的位置和尺寸向所述行走机构发出控制信号，所述行走机构根据该控制信号进行横向绕行所述障碍物，并在绕过所述障碍物后返回原来的行走路线。
优选的，所述蓝牙定位模块进一步包括：
蓝牙检测单元，用于搜索和接收所述蓝牙信号发射装置发出的蓝牙信号；
蓝牙配对单元，根据所述蓝牙信号进行获取所述蓝牙信号发射装置的MAC地址信息或蓝牙标识信息；
定位单元，根据所述蓝牙信号发射装置的MAC地址信息或蓝牙标识信息从服务器获取对应的蓝牙信号发射装置的位置信息，并根据该位置信息得到导诊机器人的实时位置信息。
优选的，所述定位单元根据所述蓝牙发射装置的位置信息得到导诊机器人的实时位置信息，还进一步根据所述蓝牙发射装置发射的蓝牙信号的强度，利用信号衰减模型进行计算导诊机器人与所述蓝牙发射装置发射之间的距离信息，最后再根据所述蓝牙发射装置的位置信息和所述距离信息进行计算得到导诊机器人的实时位置信息。
相应的，本发明还提供一种基于蓝牙定位的导诊机器人自主导航方法，其包括以下步骤：
10).根据患者信息进行确定待就诊的诊室信息；
20).根据所述诊室信息进行制定导诊机器人的行走路线；
30).在伺服驱动电机的驱动下根据所述行走路线将患者引导至所述诊室信息对应的位置；
40).根据红外传感器检测到的红外信号进行判断所述行走路线上的障碍物，并向导诊机器人发出控制信号对所述障碍物进行避让；
50).导诊机器人自动搜索并接收蓝牙信号发射装置的蓝牙信号，根据所述蓝牙信号从服务器获取对应的蓝牙信号发射装置的位置信息，并根据所述位置信息计算导诊机器人的实时位置信息，根据该实时位置信息和待就诊的诊室信息向患者提供导航提示信息。
优选的，所述的步骤10)进一步包括：
11).对患者进行人脸识别，并根据人脸识别结果进行分析得到患者信息；
12).根据所述人脸识别单元分析得到的患者信息或者患者输入的挂号信息得到待就诊的诊室信息。
优选的，所述的步骤20)进一步包括：
21).根据医院内各个诊室的位置进行预先设置导航路线，并利用所述导航路线生成导航地图；
22).根据待就诊的诊室信息，从所述预先设置的导航路线中进行选择对应的导航路线，得到所述导诊机器人的行走路线。
优选的，所述的步骤50)中：
51).搜索和接收蓝牙信号发射装置发出的蓝牙信号；
52).根据所述蓝牙信号进行获取所述蓝牙信号发射装置的MAC地址信息或蓝牙标识信息；
53).根据所述蓝牙信号发射装置的MAC地址信息或蓝牙标识信息从服务器获取对应的蓝牙信号发射装置的位置信息；
54).根据所述蓝牙发射装置发射的蓝牙信号的强度，利用信号衰减模型进行计算导诊机器人与所述蓝牙发射装置发射之间的距离信息；
55).根据所述蓝牙发射装置的位置信息和所述距离信息进行计算得到导诊机器人的实时位置信息。
本发明的有益效果是：
1、相对于使用移动设备与wifi定位的室内定位方法，本发明的蓝牙定位更加精确，可以到米级，wifi定位的误差通常在3-15米之间；
2、本发明只需对各个蓝牙信号发射装置进行定位，无需采集大量的位置数据来构建位置信息数据库；
2、相对于使用特制导航设备的方法，本发明省去了管理大量设备的工作，降低了硬件成本，并且提高了工作效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一种基于蓝牙定位的导诊机器人自主导航系统的框架结构示意图；
图2为本发明一种基于蓝牙定位的导诊机器人的框架结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和图2所示，本发明的一种基于蓝牙定位的导诊机器人自主导航系统，其包括服务器、导诊机器人、蓝牙信号发射装置，其中，所述导诊机器人进一步包括：
问诊模块，其根据患者信息进行确定待就诊的诊室信息；
路线制定模块，其根据所述诊室信息进行制定导诊机器人的行走路线；
行走机构，其在伺服驱动电机的驱动下根据所述行走路线将患者引导至所述诊室信息对应的位置；
红外避障模块，其根据红外传感器检测到的红外信号进行判断所述行走路线上的障碍物，并向所述行走机构发出控制信号对所述障碍物进行避让；
蓝牙定位模块，其自动搜索并接收所述蓝牙信号发射装置的蓝牙信号；
导诊机器人根据所述蓝牙信号从服务器获取对应的蓝牙信号发射装置的位置信息，并根据所述位置信息计算导诊机器人的实时位置信息，根据该实时位置信息和待就诊的诊室信息向患者提供导航提示信息。
本实施例中，导诊机器人还进一步具有显示屏、话筒、扬声器等用户交互模块。导诊机器人向患者提供导航提示信息，是通过扬声器向患者播放提示语音，例如，在行走过程中，若检测到障碍物，则提醒用户进行避开障碍物；若行走路线上遇到拐弯，则提醒用户进行左拐或者右拐；若到达待就诊的门诊信息的位置，则提醒用户到达目的地。
所述问诊模块进一步包括：
人脸识别单元，用于对患者进行人脸识别，并根据人脸识别结果进行分析得到患者信息；
挂号单元，用于根据所述人脸识别单元分析得到的患者信息或者患者输入的挂号信息得到待就诊的诊室信息。
其中，患者还可通过显示屏或者话筒进行文字输入或者语音输入患者信息或者挂号信息。
所述路线制定模块进一步包括：
导航地图单元，其根据医院内各个诊室的位置进行预先设置导航路线，并利用所述导航路线生成导航地图；
路线选择单元，其根据待就诊的诊室信息，从所述预先设置的导航路线中进行选择对应的导航路线，得到所述导诊机器人的行走路线。
所述红外避障模块进一步包括：
红外传感器，用于检测障碍物，并发出红外信号；
避障计算器，其根据所述红外信号进行计算所述障碍物的位置和尺寸；
避障控制器，其根据所述障碍物的位置和尺寸向所述行走机构发出控制信号，所述行走机构根据该控制信号进行横向绕行所述障碍物，并在绕过所述障碍物后返回原来的行走路线。
所述蓝牙定位模块进一步包括：
蓝牙检测单元，用于搜索和接收所述蓝牙信号发射装置发出的蓝牙信号；
蓝牙配对单元，根据所述蓝牙信号进行获取所述蓝牙信号发射装置的MAC地址信息或蓝牙标识信息；
定位单元，根据所述蓝牙信号发射装置的MAC地址信息或蓝牙标识信息从服务器获取对应的蓝牙信号发射装置的位置信息，并根据该位置信息得到导诊机器人的实时位置信息。本实施例中，所述定位单元根据所述蓝牙发射装置的位置信息得到导诊机器人的实时位置信息，还进一步根据所述蓝牙发射装置发射的蓝牙信号的强度，利用信号衰减模型进行计算导诊机器人与所述蓝牙发射装置发射之间的距离信息，最后再根据所述蓝牙发射装置的位置信息和所述距离信息进行计算得到导诊机器人的实时位置信息。
本实施例中，所述蓝牙信号发射装置布置在医院内部的各个角落，优选的设置在拐弯处或者各个路口处，并预先在服务器录入各个蓝牙信号发射装置的安装位置及对应的蓝牙标识信息或者MAC地址，使得每个蓝牙信号发射装置都有唯一对应的位置信息。
相应的，本发明还提供一种基于蓝牙定位的导诊机器人自主导航方法，其包括以下步骤：
10).根据患者信息进行确定待就诊的诊室信息；
20).根据所述诊室信息进行制定导诊机器人的行走路线；
30).在伺服驱动电机的驱动下根据所述行走路线将患者引导至所述诊室信息对应的位置；
40).根据红外传感器检测到的红外信号进行判断所述行走路线上的障碍物，并向导诊机器人发出控制信号对所述障碍物进行避让；
50).导诊机器人自动搜索并接收蓝牙信号发射装置的蓝牙信号，根据所述蓝牙信号从服务器获取对应的蓝牙信号发射装置的位置信息，并根据所述位置信息计算导诊机器人的实时位置信息，根据该实时位置信息和待就诊的诊室信息向患者提供导航提示信息。
所述的步骤10)进一步包括：
11).对患者进行人脸识别，并根据人脸识别结果进行分析得到患者信息；
12).根据所述人脸识别单元分析得到的患者信息或者患者输入的挂号信息得到待就诊的诊室信息。
所述的步骤20)进一步包括：
21).根据医院内各个诊室的位置进行预先设置导航路线，并利用所述导航路线生成导航地图；
22).根据待就诊的诊室信息，从所述预先设置的导航路线中进行选择对应的导航路线，得到所述导诊机器人的行走路线。
所述的步骤50)中：
51).搜索和接收蓝牙信号发射装置发出的蓝牙信号；
52).根据所述蓝牙信号进行获取所述蓝牙信号发射装置的MAC地址信息或蓝牙标识信息；
53).根据所述蓝牙信号发射装置的MAC地址信息或蓝牙标识信息从服务器获取对应的蓝牙信号发射装置的位置信息；
54).根据所述蓝牙发射装置发射的蓝牙信号的强度，利用信号衰减模型进行计算导诊机器人与所述蓝牙发射装置发射之间的距离信息；
55).根据所述蓝牙发射装置的位置信息和所述距离信息进行计算得到导诊机器人的实时位置信息。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于方法实施例而言，由于其与系统实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。
本发明的导诊机器人的自主导航系统的使用过程大致如下：
1、患者进入医院后，首先借助导诊机器人进行问诊、挂号等操作；
2、确定病情并完成挂号后，患者可选择是否需要导诊机器人进行导航；
3、当患者选择了导航服务后，导诊机器人启动导航功能，开始导航服务；
4、机器人利用自带的蓝牙模块与医院内布置的蓝牙信号发射装置进行信号连接，确定位置信息及路线；
5、伺服驱动电机驱动行走机构使导诊机器人开始运动，红外感应器使机器人避免撞到行人或建筑物；
6、在导航过程中，屏幕会始终提示导航地图，扬声器会播放导航提示信息，对于一些不方便操作的患者，例如手部受伤不方便操作触摸屏、腿疾乘坐轮椅不方便操作患者、文化水平或视力问题不方便手动操作的患者，也可以在导航过程中通过话筒对机器人发送指令；
7、导航结束，患者抵达目的诊室后，导诊机器人则自行返回预先设置的原点位置继续为下一位患者服务。
并且，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种基于蓝牙定位的导诊机器人自主导航系统，其特征在于，包括服务器、导诊机器人、蓝牙信号发射装置，其中，所述导诊机器人进一步包括：
问诊模块，其根据患者信息进行确定待就诊的诊室信息；
路线制定模块，其根据所述诊室信息进行制定导诊机器人的行走路线；
行走机构，其在伺服驱动电机的驱动下根据所述行走路线将患者引导至所述诊室信息对应的位置；
红外避障模块，其根据红外传感器检测到的红外信号进行判断所述行走路线上的障碍物，并向所述行走机构发出控制信号对所述障碍物进行避让；
蓝牙定位模块，其自动搜索并接收所述蓝牙信号发射装置的蓝牙信号；
导诊机器人根据所述蓝牙信号从服务器获取对应的蓝牙信号发射装置的位置信息，并根据所述位置信息计算导诊机器人的实时位置信息，根据该实时位置信息和待就诊的诊室信息向患者提供导航提示信息；
所述蓝牙定位模块进一步包括：
蓝牙检测单元，用于搜索和接收所述蓝牙信号发射装置发出的蓝牙信号；
蓝牙配对单元，根据所述蓝牙信号进行获取所述蓝牙信号发射装置的MAC地址信息或蓝牙标识信息；
定位单元，根据所述蓝牙信号发射装置的MAC地址信息或蓝牙标识信息从服务器获取对应的蓝牙信号发射装置的位置信息，并根据该位置信息得到导诊机器人的实时位置信息；
所述定位单元根据所述蓝牙信号发射装置的位置信息得到导诊机器人的实时位置信息，还进一步根据所述蓝牙信号发射装置发射的蓝牙信号的强度，利用信号衰减模型进行计算导诊机器人与所述蓝牙信号发射装置发射之间的距离信息，最后再根据所述蓝牙信号发射装置的位置信息和所述距离信息进行计算得到导诊机器人的实时位置信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙定位的导诊机器人自主导航系统，其特征在于，所述问诊模块进一步包括：
人脸识别单元，用于对患者进行人脸识别，并根据人脸识别结果进行分析得到患者信息；
挂号单元，用于根据所述人脸识别单元分析得到的患者信息或者患者输入的挂号信息得到待就诊的诊室信息。
3.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙定位的导诊机器人自主导航系统，其特征在于，所述路线制定模块进一步包括：
导航地图单元，其根据医院内各个诊室的位置进行预先设置导航路线，并利用所述导航路线生成导航地图；
路线选择单元，其根据待就诊的诊室信息，从所述预先设置的导航路线中进行选择对应的导航路线，得到所述导诊机器人的行走路线。
4.根据权利要求1所述的一种基于蓝牙定位的导诊机器人自主导航系统，其特征在于，所述红外避障模块进一步包括：
红外传感器，用于检测障碍物，并发出红外信号；
避障计算器，其根据所述红外信号进行计算所述障碍物的位置和尺寸；
避障控制器，其根据所述障碍物的位置和尺寸向所述行走机构发出控制信号，所述行走机构根据该控制信号进行横向绕行所述障碍物，并在绕过所述障碍物后返回原来的行走路线。
5.一种基于蓝牙定位的导诊机器人自主导航方法，其特征在于，包括以下步骤：
10).根据患者信息进行确定待就诊的诊室信息；
20).根据所述诊室信息进行制定导诊机器人的行走路线；
30).在伺服驱动电机的驱动下根据所述行走路线将患者引导至所述诊室信息对应的位置；
40).根据红外传感器检测到的红外信号进行判断所述行走路线上的障碍物，并向导诊机器人发出控制信号对所述障碍物进行避让；
50).导诊机器人自动搜索并接收蓝牙信号发射装置的蓝牙信号，根据所述蓝牙信号从服务器获取对应的蓝牙信号发射装置的位置信息，并根据所述位置信息计算导诊机器人的实时位置信息，根据该实时位置信息和待就诊的诊室信息向患者提供导航提示信息；
所述的步骤50)中：
51).搜索和接收蓝牙信号发射装置发出的蓝牙信号；
52).根据所述蓝牙信号进行获取所述蓝牙信号发射装置的MAC地址信息或蓝牙标识信息；
53).根据所述蓝牙信号发射装置的MAC地址信息或蓝牙标识信息从服务器获取对应的蓝牙信号发射装置的位置信息；
54).根据所述蓝牙信号发射装置发射的蓝牙信号的强度，利用信号衰减模型进行计算导诊机器人与所述蓝牙信号发射装置发射之间的距离信息；
55).根据所述蓝牙信号发射装置的位置信息和所述距离信息进行计算得到导诊机器人的实时位置信息。
6.根据权利要求5所述的一种基于蓝牙定位的导诊机器人自主导航方法，其特征在于，所述的步骤10)进一步包括：
11).对患者进行人脸识别，并根据人脸识别结果进行分析得到患者信息；
12).根据所述人脸识别单元分析得到的患者信息或者患者输入的挂号信息得到待就诊的诊室信息。
7.根据权利要求5所述的一种基于蓝牙定位的导诊机器人自主导航方法，其特征在于，所述的步骤20)进一步包括：
21).根据医院内各个诊室的位置进行预先设置导航路线，并利用所述导航路线生成导航地图；
22).根据待就诊的诊室信息，从所述预先设置的导航路线中进行选择对应的导航路线，得到所述导诊机器人的行走路线。
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