CN111090285B - 一种导览机器人控制系统及导航和导览信息管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导览机器人控制系统及导航和导览信息管理方法，属于信息技术控制领域。基于该系统和方法，可实现展厅内二维码信息的采集，并综合电子罗盘和编码器的数据，解算出所有的拐点位置，并自动完成拐点坐标的标注，从而构建出展厅地图；基于展厅地图和学习数据，导览机器人可根据当前位置和任意目标展位自动规划出最短的导航路径，并可结合本导航方法完成自主导航或向参观者语音播报详细的行走路线。基于本导览信息管理方法，实现了二维码和展位信息的关联，使得机器人可根据二维码身体识别号播报相应的展位信息，并实现了展位信息的高效管理功能。

Description

一种导览机器人控制系统及导航和导览信息管理方法

技术领域

本发明属于信息技术控制领域，具体涉及一种导览机器人控制系统及导航和导览信息管理方法。

背景技术

企业展厅或大型会展中心作为一个公共活动场所，主要用于产品展示，信息传播，企业文化展示，随着经济的发展，商家需要快速的推出自己的商品，在展厅中希望自己产品的亮点能够吸引到参观者的眼球，快速的了解自己的产品，但是由于展厅所展示物品信息的专业性以及前沿性，很多参观者无法了解所展览物品的信息和意义，从而无法达到展览的目的，因此，近年来，企业展厅使用多媒体和机器人便成为一种主流。

近年来，伴随着现代科技技术的迅速发展，在智能机器人领域里，基于语音识别的人机交互平台促进了人与智能机器人之间的友好交互，但是，对于目前的展厅导览机器人而言，还存在着诸多缺点，例如：大型展厅导览机器人的自主导航能力存在缺陷，无法实现长时间的自主导航和精确定位；其次机器人的场景移植性较差，在讲解点处的产品信息发生更新时，无法实现实时更新等。因此，如何更好的实现精确的定位导航和导航信息的管理维护，提升用户体验，成为了本领域内亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足，提出了一种导览机器人控制系统及导航和导览信息管理方法，该方法可以通过学习功能构建出展厅的地图，并可以基于地图和学习的数据，实现从当前位置到目标展位的自主导航，或详细的展位位置和路线查询功能。

本发明具体采用如下技术方案：

一种导览机器人控制系统，包括主控制器模块、语音交互模块、读码器模块、电机驱动模块、避障模块、电子罗盘、编码器、无线通信模块和电源模块；语音交互模块、读码器模块和电子罗盘通过串口与主控制器模块相连，电机驱动模块、无线通信模块通过端口与主控制器模块连接，避障模块通过串行通讯接口与主控制器模块连接。

优选地，

语音交互模块包括四个单元，分别为语音输入单元、语音输出单元、语音识别单元和语音合成单元，当语音输入单元采集到音频数据时，语音识别单元对接收到的数据进行分析，得到识别结果，主控制器模块根据语音识别结果，选择语音文件，并进行语音合成，再发送给扬声器，播放声音；

读码器模块视野朝上，安装在导览机器人的顶部，用于采集二维码图像信息，并解算出二维码的编号和机器人相对二维码的位姿信息，并通过串口反馈给主控制器；主控制器根据二维码的编号，播放与此二维码对应的展位信息；主控制器根据当前的位姿信息与目标位姿相对比，进而产生控制信号，从而实现机器人的自主导航；

电机驱动模块被配置为用来接收主控制器模块发出的控制信号，用于控制电机的转速和转向；

避障模块用于检测机器人行进方向上的障碍物；

电子罗盘实时发送转角数据，用于判读机器人的方向；

编码器用于检测电机的转动位置和转动方向，从而实现对机器人的运动距离和方向的估计；

无线通信模块用于机器人与终端处理器之间的数据通信，实现导览信息的实时更新和管理。

一种导览机器人控制系统的导航和导览信息管理方法，具体包括：

在展厅的展位上方张贴若干二维码，同一个展位二维码具有唯一的二维码识别号，二维码包括拐点二维码和普通二维码，拐点二维码位于过道的交点，普通二维码布置在过道内的正上方；

根据机器人可能的运动方向，将拐点细分为十字过道处的四向拐点，丁字过道处的三向拐点和转角处的二向拐点；四向拐点处的二维码与周围的四个展位相关联，三向拐点处的二维码与其相邻的两个展位相关联；二向拐点处的二维码和一个展位相关联，普通二维码布置于展位过道内的正上方，它只与过道两侧的展位相关联；

每一个二维码可对应一个或多个展位，每个二维码被对应一个信息结构体，内容包括二维码识别号，二维码类型，二维码坐标编号，与二维码绑定的展位的个数，相应展位名称及展位简介文件，每一个展位对应一个展位简介文件，文件的命名方式为“二维码识别号+子编号”；

当机器人导航到二维码处进行展位简介播报时，根据二维码识别号，基于信息结构体查询到与此二维码对应的展位个数，若展位个数大于1，则按照子编号的大小顺序播报展位的信息。

优选地，

当展厅内的展位发生变化时，无线连接导览机器人，即可更改与二维码对应的信息结构体；

若有展位提前撤展时，删除之前与二维码相关联的播报文件，并更新展位个数；

若要修改展位的播报内容，编辑一个新的文件，将原文件替换；

若有展位更换，修改相应二维码所对应的展位名称和播报内容。

优选地，在机器人进行导览之前首先进行交叉路径学习，交叉学习包括行学习和列学习，首先进行行学习再进行列学习，基于学习记录数据构建拐点分布图，为每一拐点进行行、列坐标编号。

优选地，机器人的路径规划按先行后列转向最少的原则进行路径规划：参观者通过通讯语音向导览机器人输入目标展位名称，机器人根据记录信息查找目标展位对应的目标二维码，若目标二维码的类型恰好是拐点二维码，则被确定为最终目标，若目标二维码的类型是普通二维码，则根据此目标二维码查找其所在过道两端的两个最近的拐点二维码作为可能的途径点。

优选地，若当前位置的二维码类型是拐点二维码，则被确定为最终的起始点二维码，若是普通二维码，则查找过道端点处的两个最近的拐点二维码作为可能的途径点二维码；然后从四个可能的途径点中选择出两个最终的导航途径点，使机器人的导航路径最短。

优选地，导览机器人具有两种导览模式：逐一导览模式和交互导览模式。

优选地，导览机器人还具有展位查询功能：当机器人工作在展位查询工作模式时，机器人通过语音接收待查询展位名称，并根据学习记录查找与目标展位相应的二维码；然后，通过导航方法生成导航路线，并根据学习时所记录的信息生成方位和距离信息，最后为查询者语音播报详细的导航路线，为参观者提供路线参考。

本发明具有如下有益效果：

可以通过学习功能构建出展厅的地图，并可以基于地图和学习的数据，实现从当前位置到目标展位的自主导航，或详细的展位位置和路线查询功能；导览信息管理功能使得本发明拥有较强的场景移植能力，当展厅内的展位发生变化时，只需通过终端无线接入机器人，即可更改内部相应存储区域的讲解信息，无需机器人重新学习与系统更新，操作便捷，大大增强了场景适应性和可移植性；另外，本发明中的二维码既具有调整机器人位姿的功能，也是展位的标识，具有双重功能。同时结合电子罗盘和编码器信息，实现了导览机器人的导航和展位信息的播报。

附图说明

图1为导览机器人控制系统结构图；

图2为拐点分布图构建及导航路线规划示意图；

图3为交叉学习及拐点分布图构建流程图；

图4为导览机器人导航路径规划及展位查询流程图；

图5为导览机器人导航流程图；

图6为导览信息管理功能图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明：

结合图1，一种导览机器人控制系统，包括主控制器模块、语音交互模块、读码器模块、电机驱动模块、避障模块、电子罗盘、编码器、无线通信模块和电源模块；语音交互模块、读码器模块和电子罗盘通过串口与主控制器模块相连，电机驱动模块、无线通信模块通过端口与主控制器模块连接，避障模块通过串行通讯接口与主控制器模块连接。

语音交互模块包括四个单元，分别为语音输入单元、语音输出单元、语音识别单元和语音合成单元，当语音输入单元采集到音频数据时，语音识别单元对接收到的数据进行分析，得到识别结果，主控制器模块根据语音识别结果，选择语音文件，并进行语音合成，再发送给扬声器，播放声音。

读码器模块视野朝上，安装在导览机器人的顶部，用于采集二维码图像信息，并解算出二维码的编号和机器人相对二维码的位姿信息，并通过串口反馈给主控制器；主控制器根据二维码的编号，播放与此二维码对应的展位信息；主控制器根据当前的位姿信息与目标位姿相对比，进而产生控制信号，从而实现机器人的自主导航。

电机驱动模块被配置为用来接收主控制器模块发出的控制信号，用于控制电机的转速和转向。

避障模块用于检测机器人行进方向上的障碍物。

电子罗盘实时发送转角数据，用于判读机器人的方向。

编码器用于检测电机的转动位置和转动方向，从而实现对机器人的运动距离和方向的估计。

无线通信模块用于机器人与终端处理器之间的数据通信，实现导览信息的实时更新和管理。

结合图6，一种导览机器人控制系统的导航和导览信息管理方法，采用如上所述的导览机器人控制系统，具体包括：

在展厅的展位上方(比如天花板)张贴若干二维码，同一个展位二维码具有唯一的二维码识别号，二维码包括拐点二维码和普通二维码，拐点二维码位于过道的交点，普通二维码布置在过道内的正上方。首先在每个过道的交点处张贴一个“拐点二维码”，然后以拐点二维码为基准根据展位的布局沿过道方向逐一张贴，使得每一个展位至少对应一个二维码，且机器人的读码器同一时刻最多只能看到一个二维码。

根据机器人可能的运动方向，将拐点细分为十字过道处的四向拐点，丁字过道处的三向拐点和转角处的二向拐点；四向拐点处的二维码与周围的四个展位相关联，三向拐点处的二维码与其相邻的两个展位相关联；二向拐点处的二维码和一个展位相关联，普通二维码布置于展位过道内的正上方，它只与过道两侧的展位相关联。

每一个二维码可对应一个或多个展位，每个二维码被对应一个信息结构体，内容包括二维码识别号，二维码类型，二维码坐标编号，与二维码绑定的展位的个数，相应展位名称及展位简介文件，每一个展位对应一个展位简介文件，文件的命名方式为“二维码识别号+子编号”。

当机器人导航到二维码处进行展位简介播报时，根据二维码识别号，基于信息结构体查询到与此二维码对应的展位个数，若展位个数大于1，则按照子编号的大小顺序播报展位的信息。

当展厅内的展位发生变化时，无线连接导览机器人，即可更改与二维码对应的信息结构体；

若有展位提前撤展时，删除之前与二维码相关联的播报文件，并更新展位个数。

若要修改展位的播报内容，编辑一个新的文件，将原文件替换。

若有展位更换，修改相应二维码所对应的展位名称和播报内容。

在机器人进行导览之前首先进行交叉路径学习和拐点分布图构建，学习的目的是遍历展厅内所有二维码，获得机器人导航所需的行进路线，同时解算出其中的拐点二维码，以便机器人实现路线最短的优化导航。

交叉学习包括行学习和列学习，首先进行行学习再进行列学习，基于学习记录数据构建拐点分布图，为每一拐点进行行、列坐标编号。

行学习的具体过程为：从展厅的一个角点开始，启动机器人控制系统，进入学习状态，推动机器人按照期望路线沿直线前行，每到一个二维码处，读码器采集二维码图像，并解算出此时机器人的相对位置信息，即机器人相对二维码在行进方向及其垂直方向的坐标偏离数据。同时，读取电子罗盘的角度数据，用于标识机器人当前的行进方向；读取编码器数据，用于标识机器人的行进距离，并将上述信息保存至主控制器的存储器内。开始学习时沿直线前行，直线前行到展厅的边界，此时，到达第一个转向点，执行转向操作，此处的二维码类型被标识为角点。这之前的所有二维码类型都被标识为边界点二维码。转向后继续前行，直到过道交叉点，然后继续转向并前行，直到展厅的边界，如此往返前行。并记录学习过程中的每个二维码的信息及电子罗盘和编码器数据，直到行学习结束。行学习过程中的倒数第一个转向点和终点所对应的二维码类型被标识为角点，两者之间的二维码类型被标识为边界点。第一个转向点和倒数第一个转向点之间的所有二维码类型被分为两类：对应转向行为的二维码类型被标识为边界点，无转向行为的二维码类型暂时被标识普通二维码。完成行学习后，机器人回到行学习的出发点，以垂直于行学习的初始方向，按相似的方式开始列学习。学习结束后，对比分析两次学习的记录结果，根据二维码识别号查找在两次学习中有重叠的二维码，从而确定出展厅内全部的拐点二维码。上述拐点二维码可细分如下：在学习过程中曾被标识为角点的二维码被最终标识为二向拐点二维码，在学习过程上曾被标识为边界点二维码最终被标识为三向拐点二维码，其余的拐点二维码最终被标识为四向拐点二维码。

基于学习记录数据所构建拐点分布图，为每一拐点进行行、列坐标编号。首先根据行学习的数据记录为拐点二维码实施行坐标编号，出发点的行坐标为1，接下来对学习的数据记录进行遍历，每查到一个拐点其行坐标依次增加1，直到第一个角点。经过第一个角点后，遍历查找下一个拐点，并赋值此拐点的行坐标与第一个角点的行编号相同，接下来继续遍历拐点，每查到一个拐点其行坐标依次减小1，直到查找到边界点。之后，遍历查找下一个拐点，并赋值此拐点的行坐标与此边界点的行编号相同。之后，重复上述规则实施行坐标编号，直到终点；以同样的方式，根据列学习记录数据，完成所有拐点的列坐标编号，最终完成所有拐点的全部的行和列坐标编号，从而构建出可用于导览机器人路径规划的拐点分布图。

结合图2所示的展厅为例，图2中所有的过道交点用A,B...P命名，每一个交点的上方有一个二维码，交点之间的过道中也根据展位分布情况设置二维码，但在图2中未标出。学习的流程如图3，启动机器人控制系统，进入学习状态，首先进行行方向学习，推动机器人从角点A点出发，沿直线前行直到D点，期间每到一个二维码处，读码器采集二维码图像，并解算出此时机器人的相对位置信息，即机器人相对二维码在行进方向及其垂直方向的坐标偏离数据。同时，读取电子罗盘的角度数据，用于标识机器人当前的行进方向；读取编码器数据，用于标识机器人的行进距离，并将上述信息保存至主控制器的存储器内。D点在场地另一端且是第一个转向点，被定义为角点。之前的所有二维码都被标识为边界点二维码，即B和C点为边界点，在D点处转向后继续前行，并继续上述的数据保存工作，直到下一个过道交叉处E点后，左转并直线前行到展厅边界处H点，再按上述方式折线行走直到本次学习结束。根据展厅场地可知，M点和本次学习的终点P点被标识为角点，两者之间的二维码被标识为边界点，即N和O点为边界点。第一个转向点D点和倒数第一个转向点M点之间的所有二维码被分为两类：对应转向行为的二维码被标识为边界点，即E,H,I和L点为边界点。无转向行为的二维码暂时被标识普通二维码。接着，从A点出发，沿A到P的方向直线行走，再以和行方向学习时相似的方法进行列方向的学习过程。

学习结束后，对比分析两个学习的记录结果，根据二维码身份识别号查找在两次学习中有重叠的二维码，从而确定出拐点二维码，不难看出A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,L,M,N,O和P 都是拐点二维码,拐点之间的二维码都被标识为普通二维码。为方便机器人导航路线的优化，上述拐点二维码可细分如下：在学习过程中曾被标识为角点的二维码被最终标识为二向拐点二维码，即A,D,M和P。在学习过程上曾被标识为边界点二维码最终被标识为三向拐点二维码，即B,C,E,H,I,L,N和O。其余的最终被标识为四向拐点二维码，即F,G,J和K。

接下来为所有拐点二维码进行自动的坐标编号，编号方法是根据行学习过程中的顺序为拐点二维码进行行坐标编号，记为(Rn,Cn),Rn表示行号,Cn表示列号，n为下标，取值在 1-4之间。按行学习的顺序，先来确定出Rn的值。出发点A点的行坐标为1，记为(1,C₁)，每遇到一个拐点其行坐标依次增加1，直到第一个角点D，(4,C₁)。经过第一个角点D后，寻找边界点E，并将此边界点行编号设为与第一个角点D的行编号相同，E的坐标为(4,C₂)，接下来，按依次减小的方式为拐点的行坐标编号，直到下一个边界点H(1,C₂)。重复按上述规则进行行坐标编号，直到终点P(1,C₄)；以同样的方式，并按列学习的过程顺序，确定所有拐点的纵坐标编号Cn，最终完成所有拐点的全部的坐标编号，A(1,1),B(2,1)...P(1,4)如图 2所示。

结合图4所示，机器人的路径规划按先行后列转向最少的原则进行路径规划：参观者通过通讯语音向导览机器人输入目标展位名称，机器人根据记录信息查找目标展位对应的目标二维码，若目标二维码的类型恰好是拐点二维码，则被确定为最终目标，若目标二维码的类型是普通二维码，则根据此目标二维码查找其所在过道两端的两个最近的拐点二维码作为可能的途径点。

同样，机器人根据当前所在的位置也进行同样的分析，若当前位置的二维码类型是拐点二维码，则被确定为最终的起始点二维码。若是普通二维码，则查找过道端点处的两个最近的拐点二维码作为可能的途径点二维码。然后从上述4个可能的途径点中选择出2个最终的导航途径点，使机器人的导航路径最短。选择方法是根据4个可能途径点的行、列坐标值，判断机器人当前位置和目标展位的方位(上或下，左或右)关系。

若目标位置和当前位置的两对途径点都位于同一列中，则分析上、下关系，若目标点在当前位置的上方，则对于目标点处的两个可能的途径点，选择行坐标值小的那个作为最终导航途径点；对于机器人当前所在位置的两个可能的途径点，选择行坐标大的那个作为最终导航途径点。若目标点在当前位置的下方，则与上述选择相反。

若目标位置和当前位置的两对途径点都位于同一行中，则分析左、右关系，若目标点在当前位置的左方，则对于目标点处的两个可能的途径点，选择列坐标值小的那个作为最终导航途径点；对于机器人当前所在位置的两个可能的途径点，选择列坐标大的那个作为最终导航途径点。若目标点在当前位置的右方，则与上述选择相反。

若目标位置和当前位置的两对途径点分别位于同一行和列或列和行中，结合上述分析，可以确定出最终的途径点。确定途径点后，接下来，本发明按先行后列转向最少的原则进行路径规划。

导览机器人具有两种导览模式：逐一导览模式和交互导览模式。对于逐一导览模式：导览机器人按照学习的期望路径生成导航路径，机器人每遇到一个二维码，自动停止并播报与二维码关联的展位信息，在展厅内按学习的路线往复运动导览。交互导览模式下，导览机器人接受语音命令，根据当前位置和命令的目标位置，按本发明的路径规划方法生成的最短导航路线。导航过程中，当机器人运动到没有二维码的区域时，机器人参考学习时的记录数据，依靠电子罗盘和编码器进行导航。每遇到一个二维码时，读码器读取数据，数据的内容包含二维码标签值、及机器人在前进方向及其垂直方向上相对于二维码的偏离值和方向。将这些数据值与学习记录时的数据进行对比，计算出当前机器人的角度偏差以及位置偏差，若偏差值在允许范围之内，则不对机器人的位姿进行调整，若超出允许范围，则根据PID算法计算出偏差增量，产生相应的控制信号，对机器人的两驱动电机进行差速调整，以达到纠正机器人位姿的目的，从而实现导航功能。导航过程中，当检测到前方有障碍物时，机器人原地停止等待，并语音播报请求让路的语音信息，直到无障碍时再继续行走。按以上导航方式沿规划路径向目标行进，直到机器人运动到目标展位所对应的二维码处，开始对目标展位进行讲解。

分别对应于两种导航方法，如图5所示。对于逐一导览模式：导览机器人按照学习的路径往复运动导览，机器人每遇到一个二维码，自动停止并播报与二维码关联的展位信息，当检测到前方有障碍物时，原地停止等待，并语音播报请求让路的语音信息，直到无障碍时再继续行走。交互导览模式下，导览机器人根据语音命令识别目标展位名称，并确定目标位置，然后，按本发明的路径规划方法生成导航路线。比如按图2中的路线导航，导航过程中，当检测到前方有障碍物时，原地停止等待，并语音播报请求让路的语音信息，直到无障碍时再继续行走。当机器人运动到没有二维码的区域时，机器人参考学习时的记录数据，依靠电子罗盘和编码器进行导航。每遇到一个二维码时，读取读码器数据，数据的内容包含二维码标签值、及机器人在前进方向及其垂直方向上相对于二维码的偏离值和方向，通过与学习记录数据进行对比，计算出角度偏差以及位置偏差。若偏差值在允许范围之内，则不对机器人的位姿进行调整，若超出允许范围，则根据PID算法计算出偏差增量，产生相应的控制信号，对机器人的两驱动电机进行差速调整，以达到纠正机器人位姿的目的。按以上导航方法沿规划路线前进，直到检测到目标展位所对应的二维码，然后播报目标展位的信息。之后再重复上述流程。

导览机器人还具有展位查询功能：当机器人工作在展位查询工作模式时，机器人通过语音接收待查询展位名称，并根据学习记录查找与目标展位相应的二维码；然后，通过导航方法生成导航路线，并根据学习时所记录的信息生成方位和距离信息，最后为查询者语音播报详细的导航路线，为参观者提供路线参考。

机器人当前的位置和目标位置如图2所示，两个位置均不在拐点位置。导航路线规划和展位查询流程图如4。为产生最短的导航路线，首先机器人根据学习记录数据，查找附近的拐点二维码。基于机器人当前位置可以查到两个拐点C(3,1)和D(4,1)，根据目标位置可以查到两个拐点J(2,3)和I(1,3)。接下来从4个拐点中选择途径点以产生最短路线，将C和D点的行坐标相加3+4＝7，将J和I点的行坐标相加2+1＝3；当前位置的等效行坐标为7，目标点的等效行坐标为3，3小于7，根据坐标方向的定义，可知目标点在当前点的下方。所以对于当前位置的两个拐点C(3,1)和D(4,1)，选择下方的坐标C(3,1)作为从当前点出发的途径点。对目标点处两个拐点J(2,3)和I(1,3)，选择上方向的J(2,3)作为到达目标点的途径点。确定途径点的拐点后，接下来是路线规划，按照路线最短且先行后列的原则规划行走路线。接下来判断两点在列方向的相对位置关系。进行同样的等效计算，当前位置的等效列坐标为2 (1+1)，目标点的等效列坐标为6(3+3)，6大于3，说明目标点在当前点的左侧方向。因此，最后的规划路线为从当前点出发到C(3,1)点，右转90度，向左直线行走直到目标点所在的列，即第3列，到达点K(3,3)，左转90度后直线前行，到达途径拐点J(2,3)，再继续直行即可到达目标点。

若不需要机器人带路，只是展位位置查询，展位查询方法如下：机器人将根据上述规划的路线，参考学习时所记录的数据，计算出每小段的距离，若三段折线的距离分别是L1,L2,L3。则机器人生成详细的语音导航说明，“请前行L1米，右转90度后再直行L2米，接着左转90 度，再直行L3米，就可达到您所查询的目标展位。”

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种导览机器人控制系统的导航和导览信息管理方法，采用导览机器人控制系统，导览机器人控制系统包括主控制器模块、语音交互模块、读码器模块、电机驱动模块、避障模块、电子罗盘、编码器、无线通信模块和电源模块；语音交互模块、读码器模块和电子罗盘通过串口与主控制器模块相连，电机驱动模块、无线通信模块通过端口与主控制器模块连接，避障模块通过串行通讯接口与主控制器模块连接；

语音交互模块包括四个单元，分别为语音输入单元、语音输出单元、语音识别单元和语音合成单元，当语音输入单元采集到音频数据时，语音识别单元对接收到的数据进行分析，得到识别结果，主控制器模块根据语音识别结果，选择语音文件，并进行语音合成，再发送给扬声器，播放声音；

读码器模块视野朝上，安装在导览机器人的顶部，用于采集二维码图像信息，并解算出二维码的编号和机器人相对二维码的位姿信息，并通过串口反馈给主控制器；主控制器根据二维码的编号，播放与此二维码对应的展位信息；主控制器根据当前的位姿信息与目标位姿相对比，进而产生控制信号，从而实现机器人的自主导航；

电机驱动模块被配置为用来接收主控制器模块发出的控制信号，用于控制电机的转速和转向；

避障模块用于检测机器人行进方向上的障碍物；

电子罗盘实时发送转角数据，用于判读机器人的方向；

编码器用于检测电机的转动位置和转动方向，从而实现对机器人的运动距离和方向的估计；无线通信模块用于机器人与终端处理器之间的数据通信，实现导览信息的实时更新和管理；

其特征在于，导览机器人控制系统的导航和导览信息管理方法包括：

在展厅的展位上方张贴若干二维码，同一个展位二维码具有唯一的二维码识别号，二维码包括拐点二维码和普通二维码，拐点二维码位于过道的交汇点的正上方，普通二维码布置在过道内的正上方；

根据机器人可能的运动方向，将拐点细分为十字过道处的四向拐点，丁字过道处的三向拐点和转角处的二向拐点；四向拐点处的二维码与周围的四个展位相关联，三向拐点处的二维码与其相邻的两个展位相关联；二向拐点处的二维码和一个展位相关联，普通二维码布置于展位过道内的正上方，它只与过道两侧的展位相关联；

每一个二维码可对应一个或多个展位，每个二维码被对应一个信息结构体，内容包括二维码识别号，二维码类型，二维码坐标编号，与二维码绑定的展位的个数，相应展位名称及展位简介文件，每一个展位对应一个展位简介文件，文件的命名方式为“二维码识别号+子编号”；

当机器人导航到二维码处进行展位简介播报时，根据二维码识别号，基于信息结构体查询到与此二维码对应的展位个数，若展位个数大于1，则按照子编号的大小顺序播报展位的信息。

2.如权利要求1所述的一种导览机器人控制系统的导航和导览信息管理方法，其特征在于，

当展厅内的展位发生变化时，无线连接导览机器人，即可更改与二维码对应的信息结构体；

若有展位提前撤展时，删除之前与二维码相关联的播报文件，并更新展位个数；

若要修改展位的播报内容，编辑一个新的文件，将原文件替换；

若有展位更换，修改相应二维码所对应的展位名称和播报内容。

3.如权利要求2所述的一种导览机器人控制系统的导航和导览信息管理方法，其特征在于，在机器人进行导览之前首先进行交叉路径学习，交叉学习包括行学习和列学习，首先进行行学习再进行列学习，基于学习记录数据构建拐点分布图，为每一拐点进行行、列坐标编号。

4.如权利要求2所述的一种导览机器人控制系统的导航和导览信息管理方法，其特征在于，机器人的路径规划按先行后列转向最少的原则进行路径规划：参观者通过通讯语音向导览机器人输入目标展位名称，机器人根据记录信息查找目标展位对应的目标二维码，若目标二维码的类型恰好是拐点二维码，则被确定为最终目标，若目标二维码的类型是普通二维码，则根据此目标二维码查找其所在过道两端的两个最近的拐点二维码作为可能的途径点。

5.如权利要求4所述的一种导览机器人控制系统的导航和导览信息管理方法，其特征在于，若当前位置的二维码类型是拐点二维码，则被确定为最终的起始点二维码，若是普通二维码，则查找过道端点处的两个最近的拐点二维码作为可能的途径点二维码；然后从四个可能的途径点中选择出两个最终的导航途径点，使机器人的导航路径最短。

6.如权利要求2所述的一种导览机器人控制系统的导航和导览信息管理方法，其特征在于，导览机器人具有两种导览模式：逐一导览模式和交互导览模式。

7.如权利要求2所述的一种导览机器人控制系统的导航和导览信息管理方法，其特征在于，导览机器人还具有展位查询功能：当机器人工作在展位查询工作模式时，机器人通过语音接收待查询展位名称，并根据学习记录查找与目标展位相应的二维码；然后通过导航方法生成导航路线，并根据学习时所记录的信息生成方位和距离信息，最后为查询者语音播报详细的导航路线，为参观者提供路线参考。

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