CN108908287A - 跟随机器人及其控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种跟随机器人及其控制方法和装置，涉及机器人技术领域。跟随机器人包括：摄像机（1），激光雷达（2），把手（3），雷达（4），车轮（5），启停按钮（6），照明灯、指示灯和警示灯（7），伸缩杆（8），机体（9），和，控制器（10）；雷达（4）用于探测与障碍物的距离；摄像机（1）和激光雷达（2）用于观察周围的环境；控制器（10）用于根据雷达（4）测得的障碍物距离及摄像机（1）和激光雷达（2）获得的环境信息，识别出要跟随的人或物体，控制机体（9）的移动。通过雷达及激光雷达和摄像机，识别出要跟随的人或物体，探测周围环境，并由控制器根据获得的信息控制机体的移动，能够实现跟随人或物移动，提供了更自动化的物品携带方式，减轻了被跟随者的负担。

Description

跟随机器人及其控制方法和装置

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种跟随机器人及跟随机器人控制方法和装置。

背景技术

目前，人们在跑步时，姿势不正确会造成损伤，但自己不易观察到自己的跑步姿势；在有些跑步环境中，一些物品需要随身携带，但会增加身体负担；在上班途中如背着较重的包也不方便跑步；学生有时书包比较重，旅行时旅行箱比较重，买菜比较多时用手提比较重，这些情况下对人体可能造成一定损伤。

发明内容

本发明实施例要解决的一个技术问题是：如何减轻人携带物品的负担，提供一种更自动化的物品携带方式。

根据本发明实施例的一个方面，提供一种跟随机器人，包括：摄像机（1），激光雷达（2），把手（3），雷达（4），车轮（5），启停按钮（6），照明灯、指示灯和警示灯（7），伸缩杆（8），机体（9），和，控制器（10）；雷达（4）用于探测与障碍物的距离；摄像机（1）和激光雷达（2）用于观察周围的环境；控制器（10）用于根据雷达（4）测得的障碍物距离及摄像机（1）和激光雷达（2）获得的环境信息，识别出要跟随的人或物体，控制机体（9）的移动。

在一个实施例中，摄像机（1）、激光雷达（2）可以旋转，以观察周围的环境。

在一个实施例中，前后两个方向都装有摄像头，以同时获取前后两个方向的图像。

在一个实施例中，摄像机（1）更换为手机固定装置，该手机固定装置可以减振、保护手机，并有通用手机接口。手机固定在该装置上后，通过手机接口与本机连接。本机通过手机接口对手机供电、通讯。手机与本机连接后，可以使用手机的前后摄像头获取环境信息，使用手机的屏幕、扬声器进行一些提醒，使用手机处理器进行一些运算。

在一个实施例中，伸缩杆（8）长度可调节，一端与摄像机（1）和激光雷达（2）连接，另一端与机体（9）连接；

伸缩杆（8）可以折叠到机体（9）上，以便于收纳、运输时节省空间。

在一个实施例中，伸缩杆（8）上还装有启停按钮（6）、照明灯指示灯及警示灯（7）和把手（3）。在需要时，可以按启停按钮（6）使本机开启，或停止移动。指示灯和警示灯（7）用于指示本机的转向、刹车等信息。在光线不足时，照明灯（7）用于照明，指示灯和警示灯（7）用于提醒其它车辆行人躲避本机和被跟随者。本机需要在人的帮助下移动时，使用者可握住把手（3）拖动本机。

在一个实施例中，机体（9）上有置物篮及固定装置，用于盛放及固定物品；置物篮可折叠、收起，或拆卸下来。

在一个实施例中，机体（9）包括：储能装置，充能接口，扬声器，通用的供电及通信接口，车架，独立的悬挂系统，车轮，和刹车；独立的悬挂系统连接车架和车轮；通用的供电及通信接口用以方便为手机等设备提供电源及通信；控制器（10）内有定位模块和无线联接模块。

根据本发明实施例的第二个方面，提供一种跟随机器人控制方法，包括：使用者在使用本机前，首先采集到本人的图像，控制器（10）以此作为基准信息在跟随时进行识别。本机在跟随时，根据摄像机（1）获得的图像信息，识别出要跟随的人或物体，判断出被跟随人或物的速度，并调整自己的速度，以保证与被跟随者的距离稳定；在跟随时，判断出被跟随者与自己的相对位置，识别出与被跟随者间的障碍并躲避，规划出自己的合理行驶路线；如遇到不易绕过或跨越的障碍时，则通过扬声器发出警报声、警示灯改变闪烁频率提醒被跟随者。

在一个实施例中，方法还包括：被跟随者携带一个标识物，例如一种IC卡，本机通过非接触读取该标识物信息，来确定要跟随的人或物；在跟随时，本机结合标识物信息，及图像、雷达信息判断其速度、距离，从而控制本机速度、方向进行跟随。

在一个实施例中，方法还包括：被跟随者携带一个标识物，例如一个发光小球，或一定形状的卡片；该标识物同时有一定的闪烁频率或图案，本机通过识别该标识物，来确定要跟随的人或物，结合图像、雷达信息判断其速度、距离，从而进行跟随。

在一个实施例中，方法还包括：能够根据光线情况，自动开关照明灯，改变警示灯的闪烁频率；如识别出周围出现持棍棒或武器的人员或其它异常情况，则自动保护相关记录，并上传到服务器，通知相关人员；对被跟随者身姿识别，对不正确的身姿进行提醒；可通过语音控制本机。

根据本发明实施例的第三个方面，提供一种跟随机器人控制装置，包括：处理器，执行以上所述的任一控制方法；以及存储器，用于存储控制算法、采集的数据、日志等。

本发明通过雷达（4）及激光雷达（2）和摄像机（1），识别出要跟随的人或物体，探测周围环境，并由控制器根据获得的信息控制机体（9）的移动，能够实现跟随人或物移动，帮助携带物品，减轻了被跟随者的负担。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显然，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明跟随机器人一个实施例的结构右视图。

图2为本发明跟随机器人一个实施例的结构正视图。

图3为本发明跟随机器人一个实施例的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的说明，显而易见地，下面描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动性的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明跟随机器人一个实施例的结构右视图，图2为本发明跟随机器人一个实施例的结构正视图。如图1、图2所示，该实施例的随机器人包括：摄像机（1），激光雷达（2），把手（3），雷达（4），车轮（5），启停按钮（6），照明灯、指示灯及警示灯（7），伸缩杆（8），机体（9），和，控制器（10）；雷达（4）用于探测与障碍物的距离；摄像机（1）和激光雷达（2）用于观察周围的环境；控制器（10）用于根据雷达（4）测得的障碍物距离及摄像机（1）和激光雷达（2）获得的环境信息，识别出要跟随的人或物体，控制机体（9）的移动。

其中，摄像机（1）、激光雷达（2）可以旋转，以观察周围的环境；也可以前后两个方向都安装摄像头，以同时获取前后两个方向的图像。

摄像机（1）可以更换为手机固定装置，该手机固定装置可以减振、保护手机，并有通用手机接口。手机固定在该装置上后，通过手机接口与本机连接。本机通过手机接口对手机供电、通讯。手机与本机连接后，可以使用手机的前后摄像头获取环境信息，使用手机的屏幕、扬声器进行一些提醒，使用手机处理器进行一些运算。

伸缩杆（8）上还装有启停按钮（6）、照明灯指示灯及警示灯（7）和把手（3）。在需要时，可以按启停按钮（6）使本机开启，或停止移动。在光线不足时，照明灯和警示灯（7）可自动打开，用于照明，及提醒其它车辆行人躲避本机和被跟随者。在本机转向、刹车时，也可有灯光提示，使其它行人车辆注意，保护使用者及本机的安全。本机需要在人的帮助下移动时，使用者可握住把手（3）拖动本机。

机体（9）上有置物篮及固定装置，用于盛放及固定物品；置物篮可折叠、收起；可装有减震装置，以保护其中的物品。这样使用者在跑步、旅行、买菜、或上学等时，可以将行李放入置物篮中，并根据需要固定。在不需要使用时，则可收起，甚至拆卸下来。

机体（9）上有储能装置和充能接口，可以是电池、充电接口，也可以是其它能源的储能装置和充能接口。

机体（9）上有扬声器，用于提醒使用者或行人车辆。

机体（9）上有通用的供电及通信接口，以方便为手机等设备提供电源及通信。

其中，控制器（10）内的定位模块可采用北斗定位系统、GPS（Global PositioningSystem，全球定位系统）技术、基站定位技术。

控制器（10）内的无线联接模块可采用蓝牙、Wifi、调频等技术。

控制器（10）可以是工业控制计算机，也可以采用用于控制跟随机器人行驶的芯片、仪器和模块。

通过对被跟随人或物的识别与跟随，可帮助携带一些物品，从而减轻了被跟随者的负担。

下面结合图3描述本发明一个实施例的跟随机器人控制方法。

图3为本发明跟随机器人一个实施例的控制方法的流程图。如图3所示，该实施例的方法包括：

跟随前的设置：

步骤S202，使用者通过手机设定要跟随的人或物。

步骤S204，通讯模块将手机的操作传输给控制器（10）。

步骤S206，摄像机（1）获取图像，控制器（10）识别摄像机（1）获取的图像，作为被跟随者。

跟随：

步骤S202，使用者通过手机启动跟随模式。

步骤S204，通讯模块将手机的操作传输给控制器（10）。

步骤S206，接收摄像机（1）获取的图像，控制器（10）识别摄像机（1）获取的图像。

步骤S208，接收激光雷达（2）获取的与环境信息。

步骤S210，接收雷达（4）获取的与障碍物的距离。

在步骤S202~S210中，例如控制器接收激光雷达（2）和摄像机（1）、雷达（4）获得的信息。根据需要，也可以是其他设备或模块接收上述信息。

步骤S212，根据激光雷达（2）和摄像机（1）获取的周围环境信息，控制器（10）识别出被跟随的人或物，并计算出相对本机的位置、移动方向、速度。根据激光雷达（2）和摄像机（1）获取的周围环境信息、雷达（4）获取的与障碍物的距离，规划出要移动的路线，及本机的速度。

步骤S214，将产生的提醒信息发送给通讯模块，例如：分析到的不正确的身体姿势的提醒。

步骤S216，控制照明灯、指示灯及警示灯（7）的转向显示、照明、警示等。

步骤S202，将产生的提醒信息发送给手机；将发现的异常情况上传到服务器进行保护。

以上所述仅是本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种跟随机器人，其特征在于，包括：

摄像机（1），

激光雷达（2），

把手（3），

雷达（4），

车轮（5），

启停按钮（6），

照明灯、指示灯和警示灯（7），

伸缩杆（8），

机体（9），和，

控制器（10）；

雷达（4）用于探测与障碍物的距离；

摄像机（1）和激光雷达（2）用于观察周围的环境；

控制器（10）用于根据雷达（4）测得的障碍物距离及摄像机（1）和激光雷达（2）获得的环境信息，识别出要跟随的人或物体，控制机体（9）的移动。

2.根据权利要求1所述的跟随机器人，其特征在于，

摄像机（1）和激光雷达（2）安装于伸缩杆（8）的一端；

摄像机（1）有多个摄像头，主摄像头为双目摄像头，副摄像头安装朝向与主摄像头相反，以拍摄主摄像头后方的图像。

3.根据权利要求1所述的跟随机器人，其特征在于，

摄像机（1）可以更换为手机固定装置，为手机充电，使用手机的前后摄像头获取环境信息，使用手机的屏幕显示一些提醒，使用手机处理器进行一些运算。

4.根据权利要求1所述的跟随机器人，其特征在于，

伸缩杆（8）长度可调节，一端与摄像机（1）和激光雷达（2）连接，另一端与机体（9）连接；

伸缩杆（8）可以折叠到机体（9）上，以便于收纳、运输时节省空间。

5.根据权利要求1所述的跟随机器人，其特征在于，

伸缩杆（8）上还装有启停按钮（6），照明灯、指示灯及警示灯（7），和把手（3）。

6.根据权利要求1所述的跟随机器人，其特征在于，

机体（9）上有置物篮及固定装置，用于盛放及固定物品；

置物篮可折叠、收起，或拆卸下来。

7.根据权利要求1所述的跟随机器人，其特征在于，机体（9）包括：储能装置，充能接口，扬声器，话筒，通用的供电及通信接口，车架，独立的悬挂系统，车轮，和刹车；独立的悬挂系统连接车架和车轮；通用的供电及通信接口用以方便为手机等设备提供电源及通信；

控制器（10）内有定位模块和无线联接模块。

8.一种跟随机器人控制方法，其特征在于，包括：

根据激光雷达（2）和摄像机（1）获得的环境信息，识别出要跟随的人或物体，判断出被跟随人或物的速度，并调整自己的速度，以保证与被跟随者的距离稳定；

在跟随时，判断出被跟随者与自己的相对位置，识别出与被跟随者间的障碍并躲避，规划出自己的合理行驶路线；

如遇到不易绕过或跨越的障碍时，则通过扬声器发出警报声、警示灯改变闪烁频率提醒被跟随者。

9.根据权利要求8所述的跟随机器人控制方法，其特征在于，还包括：

能够根据光线情况，自动开关照明灯（7），改变警示灯（7）的闪烁频率；

如识别出周围出现持棍棒或武器的人员或其它异常情况，则自动保护相关记录，并上传到服务器，通知相关人员；

对被跟随的人进行身姿识别，对不正确的身姿进行提醒；

可通过语音控制本机。

10.一种跟随机器人控制装置，其特征在于，包括：

处理器，执行权利要求8、9中所述的任一控制方法；以及

存储器，用于存储控制算法、采集的数据、日志等。