CN109079815A - 基于视觉的智能机器人 - Google Patents

基于视觉的智能机器人 Download PDF

Info

Publication number
CN109079815A
CN109079815A CN201810974941.3A CN201810974941A CN109079815A CN 109079815 A CN109079815 A CN 109079815A CN 201810974941 A CN201810974941 A CN 201810974941A CN 109079815 A CN109079815 A CN 109079815A
Authority
CN
China
Prior art keywords
robot
based access
view
access control
intelligent robot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810974941.3A
Other languages
English (en)
Inventor
刘政铭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Institute of Information Engineering
Original Assignee
Anhui Institute of Information Engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Institute of Information Engineering filed Critical Anhui Institute of Information Engineering
Priority to CN201810974941.3A priority Critical patent/CN109079815A/zh
Publication of CN109079815A publication Critical patent/CN109079815A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing devices
    • B25J19/021—Optical sensing devices
    • B25J19/023—Optical sensing devices including video camera means

Abstract

本发明公开了基于视觉的智能机器人，包括：机器人本体和设置在机器人本体内的控制系统；机器人本体包括：Kinect设备、网络摄像头、控制箱体、电池层以及四轮差动平台；Kinect设备通过支撑板设在控制箱体的顶部，网络摄像头设在Kinect设备的上表面，电池层固定在控制箱体的下表面，电池层的下表面通过伸缩柱连接有四轮差动平台，控制系统设在控制箱体中，该智能机器人克服现有技术中的机器人使用GPS来实现机器人自主定位，使用人工输入已知的环境地图和建筑物结构图来代替机器人自主学习和构建地图，但GPS定位的精度不够，仅适用于室内，人工输入地图的方式限制了机器人的工作范围，对于室外变化的环境不适用的问题。

Description

基于视觉的智能机器人
技术领域
本发明涉及机器人领域，具体地，涉及一种基于视觉的智能机器人。
背景技术
随着工业自动化的发展，机器智能受到越来越多的关注，其中的智能机器人更是被公认为未来的主流发展方向。而机器人一旦要移动，就不可避免地涉及到对环境的理解、路径规划、自主定位、避障及防碰撞等，不言而喻，对环境的理解和机器人自主定位是其他功能的基础，也是首要的研究方向。
现有技术中的机器人一般使用GPS来实现机器人自主定位，使用人工输入已知的环境地图和建筑物结构图来代替机器人自主学习和构建地图，但是GPS定位的精度不够，而且仅适用于室内，人工输入地图的方式限制了机器人的工作范围，对于室外变化的环境不适用。
因此，提供一种在使用过程中可以分析当前所处的环境，建立起环境地图，并使得机器人随时可以在该地图中确定自己的当前位置。从而驱动机器人进行稳定移动地基于视觉的智能机器人是本发明亟需解决的问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的是克服现有技术中的机器人一般使用GPS来实现机器人自主定位，使用人工输入已知的环境地图和建筑物结构图来代替机器人自主学习和构建地图，但是GPS定位的精度不够，而且仅适用于室内，人工输入地图的方式限制了机器人的工作范围，对于室外变化的环境不适用的问题，从而提供一种在使用过程中可以分析当前所处的环境，建立起环境地图，并使得机器人随时可以在该地图中确定自己的当前位置。从而驱动机器人进行稳定移动地基于视觉的智能机器人。
为了实现上述目的，本发明提供了基于视觉的智能机器人，所述基于视觉的智能机器人包括：机器人本体和设置在所述机器人本体内的控制系统；其中，所述机器人本体包括：Kinect设备、网络摄像头、控制箱体、电池层以及四轮差动平台；所述Kinect设备通过支撑板设置在所述控制箱体的顶部，所述网络摄像头设置在所述Kinect设备的上表面，所述电池层固定在所述控制箱体的下表面，所述电池层的下表面通过伸缩柱连接有四轮差动平台，所述控制系统设置在所述控制箱体中；所述Kinect设备和所述网络摄像头用于采集机器人周围的环境信息，所述控制系统对获取的环境信息进行分析并且执行SLAM程序，实现环境地图构建和自主定位，并且通过串口线路控制所述四轮差动平台的运动；所述电池层中设置有电池组，用于提供系统运行的电能。
优选地，所述控制系统包括：中央处理器和存储器，所述Kinect设备、所述网络摄像头、所述存储器以及所述电池组分别与所述中央处理器相连，所述存储器对所述中央处理器构建的环境地图数据进行存储。
优选地，所述控制系统还包括人体传感器，所述人体传感器用于识别人体，在识别到人体的情况下，所述中央处理器控制所述四轮差动平台围绕所述人体的周围运动，以使得所述Kinect装置采集到所述人体的周围的数据，通过中央处理器实现构建环境地图以及自主定位。
优选地，所述控制箱体的外侧面铰接设置有暗门，所述暗门的背面与所述控制箱体的内部相连通。
优选地，所述暗门上嵌入显示器，所述暗门与所述中央处理器电性连接，用于显示所述中央处理的信息。
优选地，所述显示器为触摸式液晶显示屏。
优选地，所述四轮差动平台四轮独立驱动的平台，且设置在平台侧面的驱动轮为表面布设有防滑凸起条的橡胶轮。
优选地，所述网络摄像头至少设置两个，且间隔设置在所述Kinect设备的上表面，经过标定之后构成双目视觉传感设备。
优选地，所述机器人本体的材料为木头。
优选地，所述Kinect设备为Kinect2.0摄像机。
根据上述技术方案，本发明提供的基于视觉的智能机器人在使用时，利用所述Kinect设备和所述网络摄像头采集机器人周围的环境信息，再利用所述控制系统执行SLAM算法，实现环境地图构建和自主定位。本发明提供的基于视觉的智能机器人克服现有技术中的机器人一般使用GPS来实现机器人自主定位，使用人工输入已知的环境地图和建筑物结构图来代替机器人自主学习和构建地图，但是GPS定位的精度不够，而且仅适用于室内，人工输入地图的方式限制了机器人的工作范围，对于室外变化的环境不适用的问题。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的一种优选的实施方式中提供的基于视觉的智能机器人的结构示意图；
图2是本发明的一种优选的实施方式中提供的基于视觉的智能机器人上控制系统的结构示意图。
附图标记说明
1四轮差动平台 2伸缩柱
3暗门 4显示器
5控制箱体 6支撑板
7网络摄像 8Kinect设备
9电池层
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，“上、下、内、外”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。
如图1和图2所示，本发明提供了一种基于视觉的智能机器人，所述基于视觉的智能机器人包括：机器人本体和设置在所述机器人本体内的控制系统；其中，所述机器人本体包括：Kinect设备8、网络摄像头7、控制箱体5、电池层9以及四轮差动平台1；所述Kinect设备8通过支撑板6设置在所述控制箱体5的顶部，所述网络摄像头7设置在所述Kinect设备8的上表面，所述电池层9固定在所述控制箱体5的下表面，所述电池层9的下表面通过伸缩柱2连接有四轮差动平台1，所述控制系统设置在所述控制箱体5中；所述Kinect设备8和所述网络摄像头7用于采集机器人周围的环境信息，所述控制系统对获取的环境信息进行分析并且执行SLAM程序，实现环境地图构建和自主定位，并且通过串口线路控制所述四轮差动平台的运动；所述电池层9中设置有电池组，用于提供系统运行的电能。
根据上述技术方案，本发明提供的基于视觉的智能机器人在使用时，利用所述Kinect设备8和所述网络摄像头7采集机器人周围的环境信息，再利用所述控制系统执行SLAM算法，实现环境地图构建和自主定位。本发明提供的基于视觉的智能机器人克服现有技术中的机器人一般使用GPS来实现机器人自主定位，使用人工输入已知的环境地图和建筑物结构图来代替机器人自主学习和构建地图，但是GPS定位的精度不够，而且仅适用于室内，人工输入地图的方式限制了机器人的工作范围，对于室外变化的环境不适用的问题。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述控制系统包括：中央处理器和存储器，所述Kinect设备8、所述网络摄像头7、所述存储器以及所述电池组分别与所述中央处理器相连，所述存储器对所述中央处理器构建的环境地图数据进行存储，从而方便构建的环境地图提供给工作人员进行分析使用。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述控制系统还包括人体传感器，所述人体传感器用于识别人体，在识别到人体的情况下，所述中央处理器控制所述四轮差动平台围绕所述人体的周围运动，以使得所述Kinect装置采集到所述人体的周围的数据，通过中央处理器实现构建环境地图以及自主定位。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述控制箱体5的外侧面铰接设置有暗门3，所述暗门3的背面与所述控制箱体5的内部相连通，所述在本发明的一种优选的实施方式中，方便工作人员打开所述控制箱体5，对所述控制箱体5内部的控制系统进行维护和维修。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述暗门3上嵌入显示器4，所述暗门3与所述中央处理器电性连接，用于显示所述中央处理的信息，所述显示器4方便工作人员获取机器人的工作状态信息，而且该结构方便工作人员对显示器4进行安装和维修。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述显示器4为触摸式液晶显示屏，从而方便工作人员向机器人输入控制指令。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述四轮差动平台四轮独立驱动的平台，且设置在平台侧面的驱动轮为表面布设有防滑凸起条的橡胶轮。这样可以更加精确地控制机器人地运动，而且可以防止机器人在运动过程中打滑。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述网络摄像头7至少设置两个，且间隔设置在所述Kinect设备8的上表面，经过标定之后构成双目视觉传感设备，从而全面而且准确地获取机器人周围的环境信息。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述机器人本体的材料为木头。在硬件平台主体结构选材过程中，曾经考虑过使用金属材质焊接或者使用3D打印机打印，但最终都被否决了，原因如下：1)3D打印技术虽然成型快速，但3D打印机打印的材质比较脆弱，而且由于打印机是一层一层打印的，导致了层间尤其脆弱，这样的结构无法承受笔记本和视觉传感器的重量，另外，蓄电池的也比较重；2)金属材质的结构足以承受所需要的载荷，但金属框架本身的重量较大，再加上电脑、视觉传感器、蓄电池等设备，总重量超过了四轮差动平台的载荷。因此，最终选择了木制结构。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述Kinect设备8为Kinect2.0摄像机。它增强了深度传感能力，通过更高的深度保真和大幅改进的噪声基底，能够分辨出更小的物体；视频分辨率由VGA级别升级至1080p级别，提供全高清视频效果和流畅的场景体验，数据处理量可达2GB/s；采用全新的USB3.0接口，令Kinect2.0的延迟降低至2帧/s；微软还用读取深度“飞行时间计算”的方法来替代了现有的“光照测量”的测算方法，使得Kinect2.0比第一代更快、更准确；Kinect2.0的视野提高了60％，可支持6人同时操作，并可同时追踪每个人的25个骨骼节点，优化了跟踪算法，令跟踪的姿势更为精确和稳定；提升红外线的侦测性能，可以在黑暗中识别动作；除此之外，Kinect2.0还提供了拇指追踪、手指末端追踪、打开和收缩的手势识别等功能，使更多的细节元素可以被加入到未来的体感应用中。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种基于视觉的智能机器人，其特征在于，所述基于视觉的智能机器人包括：机器人本体和设置在所述机器人本体内的控制系统；其中，
所述机器人本体包括：Kinect设备(8)、网络摄像头(7)、控制箱体(5)、电池层(9)以及四轮差动平台(1)；所述Kinect设备(8)通过支撑板(6)设置在所述控制箱体(5)的顶部，所述网络摄像头(7)设置在所述Kinect设备(8)的上表面，所述电池层(9)固定在所述控制箱体(5)的下表面，所述电池层(9)的下表面通过伸缩柱(2)连接有四轮差动平台(1)，所述控制系统设置在所述控制箱体(5)中；
所述Kinect设备(8)和所述网络摄像头(7)用于采集机器人周围的环境信息，所述控制系统对获取的环境信息进行分析并且执行SLAM程序，实现环境地图构建和自主定位，并且通过串口线路控制所述四轮差动平台的运动；所述电池层(9)中设置有电池组，用于提供系统运行的电能。
2.根据权利要求1所述的基于视觉的智能机器人，其特征在于，所述控制系统包括：中央处理器和存储器，所述Kinect设备(8)、所述网络摄像头(7)、所述存储器以及所述电池组分别与所述中央处理器相连，所述存储器对所述中央处理器构建的环境地图数据进行存储。
3.根据权利要求2所述的基于视觉的智能机器人，其特征在于，所述控制系统还包括人体传感器，所述人体传感器用于识别人体，在识别到人体的情况下，所述中央处理器控制所述四轮差动平台围绕所述人体的周围运动，以使得所述Kinect装置采集到所述人体的周围的数据，通过中央处理器实现构建环境地图以及自主定位。
4.根据权利要求1所述的基于视觉的智能机器人，其特征在于，所述控制箱体(5)的外侧面铰接设置有暗门(3)，所述暗门(3)的背面与所述控制箱体(5)的内部相连通。
5.根据权利要求4所述的基于视觉的智能机器人，其特征在于，所述暗门(3)上嵌入显示器(4)，所述暗门(3)与所述中央处理器电性连接，用于显示所述中央处理的信息。
6.根据权利要求5所述的基于视觉的智能机器人，其特征在于，所述显示器(4)为触摸式液晶显示屏。
7.根据权利要求1所述的基于视觉的智能机器人，其特征在于，所述四轮差动平台四轮独立驱动的平台，且设置在平台侧面的驱动轮为表面布设有防滑凸起条的橡胶轮。
8.根据权利要求1所述的基于视觉的智能机器人，其特征在于，所述网络摄像头(7)至少设置两个，且间隔设置在所述Kinect设备(8)的上表面，经过标定之后构成双目视觉传感设备。
9.根据权利要求1所述的基于视觉的智能机器人，其特征在于，所述机器人本体的材料为木头。
10.根据权利要求1所述的基于视觉的智能机器人，其特征在于，所述Kinect设备(8)为Kinect2.0摄像机。
CN201810974941.3A 2018-08-24 2018-08-24 基于视觉的智能机器人 Pending CN109079815A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810974941.3A CN109079815A (zh) 2018-08-24 2018-08-24 基于视觉的智能机器人

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810974941.3A CN109079815A (zh) 2018-08-24 2018-08-24 基于视觉的智能机器人

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109079815A true CN109079815A (zh) 2018-12-25

Family

ID=64794604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810974941.3A Pending CN109079815A (zh) 2018-08-24 2018-08-24 基于视觉的智能机器人

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109079815A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106652026A (zh) * 2016-12-23 2017-05-10 安徽工程大学机电学院 基于多传感器融合的三维空间自动标定的方法
WO2017099097A1 (en) * 2015-12-08 2017-06-15 Mitsubishi Electric Corporation Method and system for detecting and localizing object and slam method
CN106993181A (zh) * 2016-11-02 2017-07-28 大辅科技（北京）有限公司 多vr/ar设备协同系统及协同方法
CN107398900A (zh) * 2017-05-27 2017-11-28 芜湖星途机器人科技有限公司 机器人识别人体后主动跟随系统
CN206960959U (zh) * 2017-05-10 2018-02-02 广州汇宏品牌管理有限公司 一种自主收发货机器人

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017099097A1 (en) * 2015-12-08 2017-06-15 Mitsubishi Electric Corporation Method and system for detecting and localizing object and slam method
CN106993181A (zh) * 2016-11-02 2017-07-28 大辅科技（北京）有限公司 多vr/ar设备协同系统及协同方法
CN106652026A (zh) * 2016-12-23 2017-05-10 安徽工程大学机电学院 基于多传感器融合的三维空间自动标定的方法
CN206960959U (zh) * 2017-05-10 2018-02-02 广州汇宏品牌管理有限公司 一种自主收发货机器人
CN107398900A (zh) * 2017-05-27 2017-11-28 芜湖星途机器人科技有限公司 机器人识别人体后主动跟随系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周贺: "《汽车材料》", 31 May 2017, 北京中央广播电视大学出版社 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9463574B2 (en) Mobile inspection robot
US20230021778A1 (en) Systems and methods for training a robot to autonomously travel a route
Qian et al. Small teleoperated robot for nuclear radiation and chemical leak detection
CN110023867B (zh) 用于机器人绘图的系统和方法
US20220026911A1 (en) Systems and methods for precise navigation of autonomous devices
US20190235512A1 (en) Systems and methods for precise navigation of autonomous devices
Biswas et al. The 1,000-km challenge: Insights and quantitative and qualitative results
CN106741028A (zh) 一种机场智能行李车
CN102980454B (zh) 一种基于脑机结合的机器人排爆系统的排爆方法
CN111993383A (zh) 服务器硬盘自动更换机器人及服务器硬盘自动更换方法
CN212497739U (zh) 服务器硬盘自动更换机器人
Liu et al. Target tracking for visual servoing systems based on an adaptive Kalman filter
Birbach et al. Rapid calibration of a multi-sensorial humanoid’s upper body: An automatic and self-contained approach
CN114746906A (zh) 具有机器人任务特定的头的共享密集网络
Pereira et al. Autonomous golf ball picking robot design and development
Seth et al. 1/10th scale autonomous vehicle based on convolutional neural network
Kadous et al. Caster: A robot for urban search and rescue
CN109079815A (zh) 基于视觉的智能机器人
Zhang et al. Realization of a service robot for cleaning spherical surfaces
Jian-Jun et al. Research on semi-automatic bomb fetching for an EOD robot
Djekoune et al. A sensor based navigation algorithm for a mobile robot using the DVFF approach
Bao et al. Combining vision learning and interaction for mobile robot path planning
CN109176539A (zh) 基于Kinect的自主定位机器人
CN108983790A (zh) 基于视觉的自主定位机器人
Roberti et al. An energy saving approach to active object recognition and localization

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181225

RJ01 Rejection of invention patent application after publication