CN110450157A - 一种机器人自动避障系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机器人自动避障系统，由外部检测模块、存储器、服务管理器、显示器、微波天线与避障模块组成，所述避障模块由电源模块、内置激光测距仪、内置摄像头、图像识别模块、主控器、投影仪、通信模块与驱动模块组成。本发明所述的一种机器人自动避障系统，通过在机器人工作场地安装外部检测模块，能够快速的检测出场地中各物体的位置，方便机器人制定最合适的行进路线，提高机器人的工作效率，通过在机器人前端安装投影仪，能够显示出机器人下一步的行进路线，方便工作人员及时的了解机器人的行进路线，同时，还能通过观察投影路线与机器人行进路线对比，方便及时的对机器人进行校正。

Description

一种机器人自动避障系统
技术领域
本发明涉及机器人领域，特别涉及一种机器人自动避障系统。
背景技术
机器人自动避障系统是一种机器人用躲避障碍的系统，但随着科技的发展，人们对机器人自动避障系统的要求越来越高，导致传统的机器人自动避障系统已经无法满足人们的使用需求。
目前的机器人自动避障系统，安装在机器人的表面，先通过拍摄机器人行进路线的图像，再经过图像识别，检测路线上物体的位置，之后在调整路线，在移动的过程中，机器人表面的激光测距仪检测机器人周围物体与机器人的距离，之后调整机器人的行进位置。
但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：(1)、机器人指定的路线，是通过事先设定的路线进行运动，为了机器人的运动方便，需要时刻保持场地物体的位置，如果调整或放置物品后，需要重新调整机器人的行进路线，浪费时间与精力；(2)、在机器人移动时，工作人员无法及时的了解机器人下一运动位置，常常出现工作人员与机器人同时调整移动位置的情况，不但容易影响工作人员的正常工作，同时还要需要机器人重新制定路线，影响工作效率，为此，我们提出一种机器人自动避障系统。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种机器人自动避障系统，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种机器人自动避障系统，包括：
外部检测模块，安装在机器人活动路线周围，用于检测机器人所在场地中各物体的位置信息，并将位置信息传递给存储器；
存储器，用于储存外部检测模块和避障模块的检测数据；
服务管理器，用于提取存储器存储数据，并对数据进行分类与编辑；
显示器，显示存储器存储的检测数据；
微波天线，用于接收机器人的位置与行进数据，并将外部检测模块检测的数据传输给避障模块；
避障模块，安装在机器人内部，用于检测机器人行进路线上物体的位置信息，并接收微波天线传递的数据。
优选的，所述避障模块包括：
电源模块，为避障模块内部用电设备提供电能；
内置激光测距仪，安装在机器人的表面，用于检测机器人周围物体与机器人之间的距离，并将检测数据传输给主控器；
内置摄像头，安装在机器人的顶部，用于拍摄机器人行进路线上的图像，并将图像传递给图像识别模块；
图像识别模块，安装在机器人的内部，接收摄像头与红外测温仪拍摄的图像，并对图像中的物体进行识别；
主控器，用于接收处理各种检测数据，并制定与调整行进路线；
投影仪，接收机器人路线数据与机器人位置信息，在地面投射行进路线；
通信模块，与微波天线进行无线数据通讯；
驱动模块，安装在机器人的底端，用于带动机器人进行移动。
优选的，所述驱动模块包括驱动电机与滚轮，驱动电机的前端外表面中心处活动安装有输出轴，滚轮固定安装在输出轴的外表面靠近顶端位置。
优选的，所述避障模块还包括：
定位器，用于检测机器人所在位置；
照明灯，安装在机器人的顶部，为内置摄像头的拍摄进行补光。
优选的，所述主控器型号为JMP-BE-51。
优选的，所述外部检测模块包括：
外置摄像头，用于拍摄机器人所在场所图像；
红外测温仪，用于拍摄摄机器人所在场所温度分布图像；
外置激光测距仪，用于检测摄机器人所在场各物体与机器人之间的距离。
优选的，所述外置摄像头、红外测温仪和外置激光测距仪均通过导线与存储器电性连接。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、通过在机器人工作场地安装外部检测模块，能够快速的检测出场地中各物体的位置，方便机器人制定最合适的行进路线，提高机器人的工作效率；
2、通过在机器人前端安装投影仪，能够显示出机器人下一步的行进路线，方便工作人员及时的了解机器人的行进路线，同时，还能通过观察投影路线与机器人行进路线对比，方便及时的对机器人进行校正。
附图说明
图1为本发明一种机器人自动避障系统中信息传输流程框图；
图2为本发明一种机器人自动避障系统避障模块内部系统框图；
图3为本发明一种机器人自动避障系统外部检测模块内部系统框图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明
对比例
现有的机器人自动避障系统，安装在机器人的表面，先通过拍摄机器人行进路线的图像，再经过图像识别，检测路线上的物体的位置，之后在调整路线，在移动的过程中，机器人表面的激光测距仪检测机器人周围物体与机器人的距离，之后调整机器人的行进位置。
实施例1
如图1-3所示，一种机器人自动避障系统，包括：
外部检测模块，安装在机器人活动路线周围，用于检测机器人所在场地中各物体的位置信息，并将位置信息传递给存储器，外部检测模块包括：
外置摄像头，用于拍摄机器人所在场所图像；
红外测温仪，用于拍摄摄机器人所在场所温度分布图像；
外置激光测距仪，用于检测摄机器人所在场各物体与机器人之间的距离，外置摄像头、红外测温仪和外置激光测距仪均通过导线与存储器电性连接；
存储器，用于储存外部检测模块和避障模块的检测数据；
服务管理器，用于提取存储器存储数据，并对数据进行分类与编辑；
显示器，显示存储器存储的检测数据；
微波天线，用于接收机器人的位置与行进数据，并将外部检测模块检测的数据传输给避障模块；
避障模块，安装在机器人内部，用于检测机器人行进路线上物体的位置信息，并接收微波天线传递的数据，避障模块包括：
电源模块，为避障模块内部用电设备提供电能；
内置激光测距仪，安装在机器人的表面，用于检测机器人周围物体与机器人之间的距离，并将检测数据传输给主控器；
内置摄像头，安装在机器人的顶部，用于拍摄机器人行进路线上的图像，并将图像传递给图像识别模块；
图像识别模块，安装在机器人的内部，接收摄像头与红外测温仪拍摄的图像，并对图像中的物体进行识别；
主控器，用于接收处理各种检测数据，并制定与调整行进路线，主控器型号为JMP-BE-51；
通信模块，与微波天线进行无线数据通讯；
驱动模块，安装在机器人的底端，用于带动机器人进行移动，驱动模块包括驱动电机与滚轮，驱动电机的前端外表面中心处活动安装有输出轴，滚轮固定安装在输出轴的外表面靠近顶端位置，避障模块还包括：
定位器，用于检测机器人所在位置；
照明灯，安装在机器人的顶部，为内置摄像头的拍摄进行补光。
实施例2
如图1-3所示，一种机器人自动避障系统，包括：
存储器，用于储存避障模块的检测数据；
服务管理器，用于提取存储器存储数据，并对数据进行分类与编辑；
显示器，显示存储器存储的检测数据；
微波天线，用于接收机器人的位置与行进数据，并将外部检测模块检测的数据传输给避障模块；
避障模块，安装在机器人内部，用于检测机器人行进路线上物体的位置信息，并接收微波天线传递的数据，避障模块包括：
电源模块，为避障模块内部用电设备提供电能；
内置激光测距仪，安装在机器人的表面，用于检测机器人周围物体与机器人之间的距离，并将检测数据传输给主控器；
内置摄像头，安装在机器人的顶部，用于拍摄机器人行进路线上的图像，并将图像传递给图像识别模块；
图像识别模块，安装在机器人的内部，接收摄像头与红外测温仪拍摄的图像，并对图像中的物体进行识别；
主控器，用于接收处理各种检测数据，并制定与调整行进路线，主控器型号为JMP-BE-51；
投影仪，接收机器人路线数据与机器人位置信息，在地面投射行进路线；
通信模块，与微波天线进行无线数据通讯；
驱动模块，安装在机器人的底端，用于带动机器人进行移动，驱动模块包括驱动电机与滚轮，驱动电机的前端外表面中心处活动安装有输出轴，滚轮固定安装在输出轴的外表面靠近顶端位置，避障模块还包括：
定位器，用于检测机器人所在位置；
照明灯，安装在机器人的顶部，为内置摄像头的拍摄进行补光。
实施例3
如图1-3所示，一种机器人自动避障系统，包括：
外部检测模块，安装在机器人活动路线周围，用于检测机器人所在场地中各物体的位置信息，并将位置信息传递给存储器，外部检测模块包括：
外置摄像头，用于拍摄机器人所在场所图像；
红外测温仪，用于拍摄摄机器人所在场所温度分布图像；
外置激光测距仪，用于检测摄机器人所在场各物体与机器人之间的距离，外置摄像头、红外测温仪和外置激光测距仪均通过导线与存储器电性连接；
存储器，用于储存外部检测模块和避障模块的检测数据；
服务管理器，用于提取存储器存储数据，并对数据进行分类与编辑；
显示器，显示存储器存储的检测数据；
微波天线，用于接收机器人的位置与行进数据，并将外部检测模块检测的数据传输给避障模块；
避障模块，安装在机器人内部，用于检测机器人行进路线上物体的位置信息，并接收微波天线传递的数据，避障模块包括：
电源模块，为避障模块内部用电设备提供电能；
内置激光测距仪，安装在机器人的表面，用于检测机器人周围物体与机器人之间的距离，并将检测数据传输给主控器；
内置摄像头，安装在机器人的顶部，用于拍摄机器人行进路线上的图像，并将图像传递给图像识别模块；
图像识别模块，安装在机器人的内部，接收摄像头与红外测温仪拍摄的图像，并对图像中的物体进行识别；
主控器，用于接收处理各种检测数据，并制定与调整行进路线，主控器型号为JMP-BE-51；
投影仪，接收机器人路线数据与机器人位置信息，在地面投射行进路线；
通信模块，与微波天线进行无线数据通讯；
驱动模块，安装在机器人的底端，用于带动机器人进行移动，驱动模块包括驱动电机与滚轮，驱动电机的前端外表面中心处活动安装有输出轴，滚轮固定安装在输出轴的外表面靠近顶端位置，避障模块还包括：
定位器，用于检测机器人所在位置；
照明灯，安装在机器人的顶部，为内置摄像头的拍摄进行补光。
表1中对比例为现有避障系统，实施例1-2为对照组，单一变量，实施例1为不使用外部检测模块，实施例2为不使用投影仪，实施例3同时使用外部检测模块与投影仪，检测机器人移动到目的地的时间(移动距离为1000m)与路线偏移次数，测试结果如下：
由表1，通过对比例与实施例1对比可知，使用外部检测模块，根据机器人所在场地指定路线，能够避免在人员密集的位置移动，因此不但能够提高平均速度，同时还能减少遇到物体调整的次数，通过对比例与实施例2对比可知，使用投影仪投影出机器人的行进路线，提醒工作人员进行及时的避让或改变位置，因此能够大大的减少遇到物体调整的次数，但是又由于机器人根据程序指定路线，路线上容易出现较多的杂物，需要调整运动位置，因此遇到物体调整的次数较多，实施例3同时使用外部检测模块与投影仪，既能大大的减少遇到物体调整的次数，同时还能提高平均速度，另由表1可知实施例3为最优的选择。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种机器人自动避障系统，其特征在于包括：
外部检测模块，安装在机器人活动路线周围，用于检测机器人所在场地中各物体的位置信息，并将位置信息传递给存储器；
存储器，用于储存外部检测模块和避障模块的检测数据；
服务管理器，用于提取存储器存储数据，并对数据进行分类与编辑；
显示器，显示存储器存储的检测数据；
微波天线，用于接收机器人的位置与行进数据，并将外部检测模块检测的数据传输给避障模块；
避障模块，安装在机器人内部，用于检测机器人行进路线上物体的位置信息，并接收微波天线传递的数据。
2.根据权利要求1所述的一种机器人自动避障系统，其特征在于：所述避障模块包括：
电源模块，为避障模块内部用电设备提供电能；
内置激光测距仪，安装在机器人的表面，用于检测机器人周围物体与机器人之间的距离，并将检测数据传输给主控器；
内置摄像头，安装在机器人的顶部，用于拍摄机器人行进路线上的图像，并将图像传递给图像识别模块；
图像识别模块，安装在机器人的内部，接收摄像头与红外测温仪拍摄的图像，并对图像中的物体进行识别；
主控器，用于接收处理各种检测数据，并制定与调整行进路线；
投影仪，接收机器人路线数据与机器人位置信息，在地面投射行进路线；
通信模块，与微波天线进行无线数据通讯；
驱动模块，安装在机器人的底端，用于带动机器人进行移动。
3.根据权利要求2所述的一种机器人自动避障系统，其特征在于：所述驱动模块包括驱动电机与滚轮，驱动电机的前端外表面中心处活动安装有输出轴，滚轮固定安装在输出轴的外表面靠近顶端位置。
4.根据权利要求2所述的一种机器人自动避障系统，其特征在于：所述避障模块还包括：
定位器，用于检测机器人所在位置；
照明灯，安装在机器人的顶部，为内置摄像头的拍摄进行补光。
5.根据权利要求2所述的一种机器人自动避障系统，其特征在于：所述主控器型号为JMP-BE-51。
6.根据权利要求1所述的一种机器人自动避障系统，其特征在于：所述外部检测模块包括：
外置摄像头，用于拍摄机器人所在场所图像；
红外测温仪，用于拍摄摄机器人所在场所温度分布图像；
外置激光测距仪，用于检测摄机器人所在场各物体与机器人之间的距离。
7.根据权利要求6所述的一种机器人自动避障系统，其特征在于：所述外置摄像头、红外测温仪和外置激光测距仪均通过导线与存储器电性连接。
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