CN108268036A - 一种新型机器人智能避障系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于人工智能技术领域，公开了一种新型机器人智能避障系统，设置有信息采集模块、信息处理模块、运动控制模块、机械运动模块、急停模块、存储模块和无线通讯模块；所述信息采集模块包括测距模块、形状采集模块和速度采集模块；所述测距模块、形状采集模块和速度采集模块均包括多个超声波传感器和红外线传感器。本发明通过超声信号与红外信号的不同步性，实现对障碍信号的多次检测，通过反射声波和红外线确定障碍物的位置距离，保证了距离和速度测定的准确性，配合路径预测模块进行综合分析，对机器人的下一步运动进行预处理，在紧急情况下急停模块可采取紧急处理方案，控制机械运动模块紧急停止，防止机器人发生碰撞损坏。
Description
技术领域
本发明属于人工智能技术领域，尤其涉及一种新型机器人智能避障系统。
背景技术
目前，业内常用的现有技术是这样的：
机器人技术是跨学科的融合体现，它融合了电子电路、自动化控制、计算机技术、机械动力学以及仿生学等等学科的最新研究成果，象征着科学技术的最新进展，是一个国家高新技术与经济实力的体现。
在当今科技高速发展的时代，人们越来越需要机器人去替代人来完成一些危险的任务。例如在科学探索以及救灾抢险中，经常会遇到一些危险或者人类无法轻易到达的地方。在这个时候，机器人的优势就体现出来了。而机器人在复杂多变的地形中进行自动避障是这项任务的根本条件，如果无法自动避障，一切都是纸上谈兵。机器人避障是机器人技术中一项最基础也是关键的功能，是指移动机器人根据采集的障碍物的状态信息，在行走过程中通过传感器感知到妨碍其通行的物体时，按照一定的方法进行有效地避障，最后达到目标点。现有的机器人避障系统并不完善，对于移动中的障碍物无法做到精确避障，在遇到突然出现的障碍物时，也不具备紧急处理能力，经常会发生碰撞意外，而且，多数避障方案实施成本比较高昂，增加了科研开支，无法为进一步的开发提供帮助。
综上所述，现有技术存在的问题是：
(1)现有的机器人避障系统并不完善，对于移动中的障碍物无法做到精确避障；
(2)在遇到突然出现的障碍物时，也不具备紧急处理能力，经常会发生碰撞意外；
(3)成本比较高昂，无法为进一步的开发提供帮助。
解决上述技术问题的难度和意义：
难度在于现有的机器人避障系统缺少对移动障碍物的路线预测和速度分析功能；意义在于可有效避免机器人在移动中发生碰撞损坏，同时还可为进一步的开发提供数据支持。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种新型机器人智能避障系统。
本发明是这样实现的，一种新型机器人智能避障系统设置有信息采集模块、信息处理模块、运动控制模块、机械运动模块、急停模块、存储模块和无线通讯模块。
所述信息采集模块包括测距模块、形状采集模块和速度采集模块；
所述测距模块和形状采集模块用于采集障碍物的距离和轮廓大小，所述速度采集模块用于采集障碍物的移动速度；
所述测距模块、形状采集模块和速度采集模块均包括多个超声波传感器和红外线传感器，通过超声信号与红外信号的不同步性，实现对障碍信号的多次检测，通过反射声波和红外线确定障碍物的位置距离。
所述信息处理模块根据检测到的障碍物的距离、形状和速度信息计算出规避路线，包括路径预测模块、预处理模块和路径规划模块；
所述路径预测模块可根据采集到的障碍物的多个距离和速度信息，来对障碍物的移动路径进行预测；
所述预处理模块可对障碍物的移动路径与自身的移动路径作出对比分析；
所述路径规划模块用于制定规避路线。
所述运动控制模块用于将接收到的移动信息转换为控制信号传递给机械运动模块；
所述机械运动模块可以使机器人向任意方向移动。
所述急停模块用于发生突发情况时，控制机械运动模块紧急停止。
所述存储模块用于存储行走路线和各项工作指令。
所述无线通讯模块可通过无线网络与服务器进行通讯，既可远程控制移动路线，又可将实时数据传递给服务器进行保存分析，方便进一步开发过程中的调用，能够加快机器开发周期。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：
本发明通过对周围环境进行监测采集，通过超声信号与红外信号的不同步性，实现对障碍信号的多次检测，通过反射声波和红外线确定障碍物的位置距离，保证了距离和速度测定的准确性，配合路径预测模块进行综合分析，对机器人的下一步运动进行预处理，在紧急情况下急停模块可采取紧急处理方案，控制机械运动模块紧急停止，防止机器人发生碰撞损坏，无线通讯模块可通过无线网络与服务器进行通讯，既可远程控制移动路线，又可将实时数据传递给服务器进行保存分析，方便进一步开发过程中的调用，能够加快机器开发周期，具有很大的实用价值。
附图说明
图1是本发明实施例提供的新型机器人智能避障系统结构示意图；
图2是本发明实施例提供的新型机器人智能避障系统工作流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种新型机器人智能避障系统，设置有信息采集模块、信息处理模块、运动控制模块、机械运动模块、急停模块、存储模块和无线通讯模块。
所述信息采集模块包括测距模块、形状采集模块和速度采集模块；
所述测距模块和形状采集模块用于采集障碍物的距离和轮廓大小，所述速度采集模块用于采集障碍物的移动速度；
所述测距模块、形状采集模块和速度采集模块均包括多个超声波传感器和红外线传感器，通过超声信号与红外信号的不同步性，实现对障碍信号的多次检测，通过反射声波和红外线确定障碍物的位置距离。
所述信息处理模块根据检测到的障碍物的距离、形状和速度信息计算出规避路线，包括路径预测模块、预处理模块和路径规划模块；
所述路径预测模块可根据采集到的障碍物的多个距离和速度信息，来对障碍物的移动路径进行预测；
所述预处理模块可对障碍物的移动路径与自身的移动路径作出对比分析；
所述路径规划模块用于制定规避路线。
所述运动控制模块用于将接收到的移动信息转换为控制信号传递给机械运动模块；
所述机械运动模块可以使机器人向任意方向移动。
所述急停模块用于发生突发情况时，控制机械运动模块紧急停止。
所述存储模块用于存储行走路线和各项工作指令。
所述无线通讯模块可通过无线网络与服务器进行通讯。
本发明通过对周围环境进行监测采集，通过超声信号与红外信号的不同步性，实现对障碍信号的多次检测，通过反射声波和红外线确定障碍物的位置距离，通过路径预测模块来对障碍物的移动路径进行预测，当障碍物的移动路径与自身移动路径相冲突时，直接将障碍物的移动路径信息传递给运动控制模块，控制机械运动模块对障碍物的移动路径进行躲避，当障碍物的移动路径与自身移动路径不冲突时，不作出反应，使自身还保持原定路线和速度移动，当障碍物为静止时，将信息传递给路径规划模块，通过路径规划模块来制定新的规避路线，再通过运动控制模块控制机械运动模块按照新路线移动，当信息采集模块采集到突然出现的障碍物时，预处理模块在检测到自己来不及进行处理分析时，会直接启动急停模块，控制机械运动模块紧急停止。无线通讯模块可通过无线网络与服务器进行通讯，既可远程控制移动路线，又可将实时数据传递给服务器进行保存分析，方便进一步开发过程中的调用，能够加快机器开发周期，具有很大的实用价值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种新型机器人智能避障系统，其特征在于，所述新型机器人智能避障系统设置有
用于采集障碍物的距离、轮廓大小和移动速度的信息采集模块；
用于对采集数据进行处理分析的信息处理模块；
用于将接收到的移动信息转换为控制信号运动控制模块；
可以使机器人向任意方向移动的机械运动模块；
所述信息采集模块包括测距模块、形状采集模块和速度采集模块；
所述信息处理模块包括路径预测模块、预处理模块和路径规划模块。
2.如权利要求1所述的新型机器人智能避障系统，其特征在于，所述测距模块、形状采集模块和速度采集模块均包括多个超声波传感器和红外线传感器。
3.一种新型机器人智能避障系统，其特征在于，所述新型机器人智能避障系统设置有用于发生突发情况时，控制机械运动模块紧急停止急停模块。
4.一种新型机器人智能避障系统，其特征在于，所述新型机器人智能避障系统设置有通过无线网络与服务器进行通讯的无线通讯模块。
5.一种应用权利要求1～4任意一项所述新型机器人智能避障系统的机器人。
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