CN112147997A - 室内配送机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种室内配送机器人，包括：主体、摄像头组件、控制器以及驱动机构，主体包括第一主体部和第二主体部，第二主体部设置于第一主体部的侧边，第二主体部具有安装面；摄像头组件设置于安装面，包括单目摄像头和双目摄像头，单目摄像头用于通过图像匹配进行障碍物识别，双目摄像头用于检测障碍物与室内配送机器人之间的距离，以产生第一避障传感信号；控制器用于响应第一避障传感信号生成第一控制指令；驱动机构用于接收第一控制指令而控制主体运动。本发明利用单目摄像头和双目摄像头同时进行检测，从而得到空间影像，进而根据不同种类的障碍物进行智能避障，提升室内配送机器人的检测精度和智能化程度。
Description
技术领域
本发明涉及物流配送技术领域，具体涉及一种室内配送机器人。
背景技术
众所周知，物流配送行业在前后两端的运送成本最高且运送效率最低，也就是最接近发件人与收件人的两端，由于前后两端的用户比较分散，为提高效率，快递公司需要配更多的快递员才能满足，随着包裹量逐年以30％的速度增长，以后的人工成本会更高，同时随着人口红利的逐渐缩减，高昂的运送成本与派送效率低下的问题更将加突出。
目前的配送机器人上设置有较多的测距传感器，用于对配送机器人与障碍物之间的间距进行测量，但是由于障碍物的种类较多，且部分障碍物具有移动的特性，这使得测距传感器的检测结果不准确。
发明内容
本发明提供一种室内配送机器人，以解决配送机器人避障系统的检测精度较低的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种室内配送机器人，包括：主体，所述主体包括第一主体部和第二主体部，所述第二主体部设置于所述第一主体部的侧边，且自所述第一主体部侧边向上延伸而出，所述第一主体部和所述第二主体部共同限定的空间为货柜承载空间，所述第二主体部具有背离所述承载空间的安装面；摄像头组件，设置于所述安装面，包括单目摄像头和双目摄像头，所述单目摄像头用于通过图像匹配进行障碍物识别，所述双目摄像头用于检测障碍物与室内配送机器人之间的距离，以产生第一避障传感信号；控制器，设置于所述主体，所述控制器用于响应所述第一避障传感信号生成第一控制指令；驱动机构，设置于所述主体，用于接收所述第一控制指令而控制所述主体的运动。
可选地，所述第二主体部包括竖板和横板，所述竖板的一端连接于所述第一主体部，所述竖板的另一端垂直连接于所述横板；所述第一主体部左右对称设置，所述竖板左右对称设置，所述横板左右对称设置。
可选地，所述双目摄像头设置于所述横板，用于检测所述室内配送机器人运动路径前方的障碍物，所述双目摄像头包括两个信号发射器和两个信号接收器，每一所述信号发射器和每一所述信号接收器对应设置，两个所述信号发射器左右对称设置，两个所述信号接收器左右对称设置。
可选地，所述室内配送机器人还包括行车记录仪，所述行车记录仪设置于所述横板，用于实时采集监控画面，所述行车记录仪和所述单目摄像头对称设置在所述双目摄像头的两侧。
可选地，所述室内配送机器人还包括多个第一发射式传感器，多个所述第一发射式传感器设置于所述第一主体部的周侧和所述第二主体部远离所述第一主体部的顶面，设置于所述第一主体部的周侧的所述第一发射式传感器用于检测所述室内配送机器人周围的障碍物，设置于所述第二主体部顶面上的所述第一发射式传感器用于检测所述室内配送机器人上方的障碍物，并在检测到障碍物时产生第二避障传感信号；所述控制器响应于所述第二避障传感信号而生成第二控制指令，所述驱动机构用于在接收所述第二控制指令时将所述主体朝向所述障碍物的运动进行制动，或按照避障策略驱动所述主体绕开所述障碍物。
可选地，多个所述第一发射式传感器中的至少两个设置于所述安装面，且至少两个所述第一发射式传感器分别位于所述竖板的中部以及所述竖板靠近所述第一主体部的一侧，沿所述竖板不同高度设置的所述第一发射式传感器用于检测不同高度的所述障碍物。
可选地，所述室内配送机器人还包括底部距离传感器，所述底部距离传感器设置于所述第一主体部的底面，用于检测所述第一主体部的底面与地面之间的距离，在检测到地面距离超过阈值时产生第三避障传感信号；所述控制器响应于所述第三避障传感信号而生成第三控制指令，所述驱动机构用于在接收所述第三控制指令时将所述主体朝向所述地面距离超过阈值的位置的运动进行制动，或按照避障策略驱动所述主体绕开所述地面距离超过阈值的位置。
可选地，所述驱动机构包括安装在所述第一主体部的底面上的主动轮、辅助驱动轮以及万向轮，所述主动轮用于接收所述控制指令并驱动所述主体移动，所述辅助驱动轮相对所述第一主体部的底面的高度小于所述主动轮相对所述第一主体部的底面的高度，所述辅助驱动轮用于在所述底部距离传感器检测到所述地面为斜面时，接收所述第三控制指令并辅助驱动所述主体移动，所述万向轮设置在所述第一主体部的顶角位置处。
可选地，所述室内配送机器人还包括转向灯、电量指示灯以及喇叭，所述转向灯和所述电量指示灯均设置于所述第一主体部的与所述第二主体部连接的侧面，所述转向灯的数量为二，两个所述转向灯对称设置在所述第一主体部上，用于显示所述室内配送机器人的转向；所述电量指示灯用于显示供电电池的电量，所述喇叭设置于所述安装面，用于在异常状况下或者在所述摄像头组件检测到所述障碍物为移动状态时发出提醒。
可选地，所述室内配送机器人还包括TOF仪，所述TOF仪设置在所述第二主体部靠近所述第一主体部的一侧，且所述TOF仪位于所述第二主体部的对称平面上。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例通过在第二主体部背离承载空间的安装面上设置摄像头组件，一方面利用单目摄像头识别障碍物，另一方面利用双目摄像头检测障碍物与室内配送机器人之间的距离，从而可以得到空间影像，便于室内配送机器人对于障碍物的种类以及距离进行识别，进而根据不同种类的障碍物进行智能避障，提升室内配送机器人的智能化程度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明一实施例中室内配送机器人的立体结构示意图；
图2是图1中的室内配送机器人的平面结构示意图；
图3是图1中的室内配送机器人在另一视角下的立体结构示意图；
图4是图1中的室内配送机器人的仰视结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和图2，图1是本发明一实施例中室内配送机器人的立体结构示意图，图2是图1中的室内配送机器人的平面结构示意图。本发明提供的一种室内配送机器人100用于与货柜对接，并将货柜搬运至楼宇内部，在楼宇内各层移动以将货柜内的货物运送至收件人手中。其中，在本实施例中，室内配送机器人100是通过移动到货柜底部并将货柜顶起而一起移动的形式对货柜进行搬运的。
其中，室内配送机器人100可包括主体10、控制器(图中未示出)、驱动机构30以及摄像头组件40。主体10包括第一主体部11和第二主体部13，第二主体部13设置于第一主体部11的侧边，且自第一主体部11侧边向上延伸而出，第一主体部11和第二主体部13共同限定的空间为货柜承载空间，第二主体部13具有背离承载空间的安装面138。摄像头组件40设置于安装面138，包括单目摄像头42和双目摄像头44，单目摄像头42用于通过图像匹配进行障碍物识别，双目摄像头44用于检测障碍物与室内配送机器人100之间的距离，以产生第一避障传感信号。控制器设置于主体10，控制器响应于第一避障传感信号而生成第一控制指令。驱动机构30设置于主体10，用于接收第一控制指令而控制主体10的运动。
本发明实施例通过在第二主体部13背离承载空间的安装面138上设置摄像头组件40，一方面利用单目摄像头42识别障碍物，另一方面利用双目摄像头44检测障碍物与室内配送机器人100之间的距离，从而可以得到空间影像，便于室内配送机器人100对于障碍物的种类以及距离进行识别，进而根据不同种类的障碍物进行智能避障，提升室内配送机器人100的智能化程度。
在本实施例中，控制器位于第一主体部11内部，第一主体部11为镂空结构，以暴露控制器。具体地，本实施例将控制器设置在第一主体部11内部，可以保护控制器。另外，将第一主体部11设置为镂空结构，可以便于在位于第一主体部11内部的控制器及其它组件发生故障时，对第一主体部11内的组件进行维修。同时，镂空结构的第一主体部11也可以减轻室内配送机器人100的重量。可选地，第一主体部11上镂空的形状可以根据需要灵活设置，本发明实施例不做具体限定。
具体地，在一实施例中，控制器在通过单目摄像头42识别到障碍物为移动状态时，进一步获得双目摄像头44所检测到的距离，计算得到障碍物的估计速度和运动趋势，形成控制主体10避让障碍物的避障策略所对应的第一控制指令。
在本实施例中，当驱动机构30接收到第一控制指令时，将主体10朝向障碍物的运动进行制动，或按照避障策略驱动主体10绕开障碍物。例如，驱动机构30可以减小主体10朝向障碍物的移动速度；或者使主体10停止运动；或者根据控制器内预设的避障策略，驱动主体10朝远离障碍物的方向移动，进而避开障碍物；或者发出提醒，以提醒移动状态中的障碍物(例如行人、动物或者车辆等)进行避让。
其中，如图2所示，第二主体部13包括竖板134和横板136，竖板134的一端连接于第一主体部11，竖板134的另一端垂直连接于横板136；第一主体部11左右对称设置，竖板134左右对称设置，横板136左右对称设置。通过将第一主体部11、竖板134和横板136设置为左右对称结构，可以使得位于第一主体部11、竖板134以及横板136上的传感组件的检测结果更加准确。
可选地，在本实施例中，双目摄像头44设置在横板136上，用于检测室内配送机器人100运动路径前方的障碍物，双目摄像头44可包括两组信号发射器和信号接收器，每一信号发射器和每一信号接收器对应设置，两个信号发射器左右对称设置，两个信号接收器左右对称设置。
进一步地，如图2所示，在本实施例中，室内配送机器人100还包括行车记录仪50，行车记录仪50和单目摄像头42对称设置在双目摄像头44的两侧，行车记录仪50用于实时采集监控画面。
进一步地，如图1所示，室内配送机器人100还包括多个第一发射式传感器27，多个第一发射式传感器27环绕设置于第一主体部11的周侧以及第二主体部13远离第一主体部11的顶面132，设置于第二主体部13的远离地面的顶面132上的第一发射式传感器27可以对室内配送机器人100上方的障碍物进行检测，从而避免货柜的顶部碰撞障碍物。设置于第一主体部11的周侧的第一发射式传感器27可以对室内配送机器人100周围的障碍物进行检测，从而避免室内配送机器人100行进的过程中，碰撞到位于室内配送机器人100周边的障碍物。
在第一发射式传感器27检测到障碍物时产生第二避障传感信号；控制器响应于第二避障传感信号而生成第二控制指令，驱动机构30用于在接收第二控制指令时将主体10朝向障碍物的运动进行制动，或按照避障策略驱动主体10绕开障碍物。
进一步地，如图2所示，多个第一发射式传感器27中的至少两个设置于安装面138上，且至少两个第一发射式传感器27分别位于竖板134的中部以及竖板134靠近第一主体部11的一侧。本实施例通过将至少两个第一发射式传感器27沿不同高度设置在第二主体部13上，可以分别用于对不同高度上的障碍物进行检测，进而避免室内配送机器人100出现检测盲区，扩大室内配送机器人100的障碍物检测范围。
其中，在本实施例中，第一发射式传感器27均为超声波传感器，用于对室内配送机器人100所处环境的周边近距离障碍物进行检测。当然，在其它实施例中，还可以将第一发射式传感器27均设置为激光雷达传感器，用于对室内配送机器人100所处环境的周边远距离障碍物进行检测。或者超声波传感器和激光雷达传感器间隔设置，本发明实施例不做具体限定。
进一步地，如图3和图4所示，图3是图1中的室内配送机器人在另一视角下的立体结构示意图，图4是图1中的室内配送机器人的仰视结构示意图。室内配送机器人100还包括底部距离传感器25，底部距离传感器25设置于第一主体部11的底面，用于检测第一主体部11的底面112与地面之间的距离，在检测到地面距离超过阈值时产生第三避障传感信号；控制器响应于第三避障传感信号而生成第三控制指令，驱动机构30用于在接收第三控制指令时将主体10朝向地面距离超过阈值的位置的运动进行制动，或按照避障策略驱动主体10绕开地面距离超过阈值的位置。
具体地，如图4所示，底部距离传感器25设置于底面112，用于检测第一主体部11的底面112与地面之间的距离，在检测到地面距离超过阈值时产生第三避障传感信号。
在本实施例中，阈值可以根据需要设置为多个，底部距离传感器25可以对应每一阈值区间产生不同的传感信号。例如，阈值可以包括数值依次变大的第一阈值和第二阈值，当检测到地面距离小于第一阈值时，第二避障传感信号可以为将主体10朝向地面距离超过阈值的位置的运动进行制动，或者按照避障策略驱动主体10绕开地面距离超过阈值的位置。当检测到地面距离大于第一阈值，且小于第二阈值时，第二避障传感信号可以为控制主体10以第一速度运动的传感信号。当检测到地面距离大于第二阈值时，第二避障传感信号可以为控制主体10以第二速度运动的传感信号，其中，第一速度小于第二速度。
故而，本实施例中，通过在室内配送机器人100的底面112设置底部距离传感器25，不仅可以在地面距离超过阈值时，控制主体10停止运动或者避开地面距离超过阈值的位置，还可以根据地面距离大小与速度的对应关系，控制主体10加速或者减速运动，以避免室内配送机器人100在不平整的地面运动过快导致货柜倾倒，提升室内配送机器人100的运动平稳性。其中，地面距离大小与速度的对应关系可以根据需要灵活设置，本发明实施例不做具体限定。
具体地，在本实施例中，底部距离传感器25的数量为多个，多个底部距离传感器25设置在底面112的周边。可以将底部距离传感器25相对底面112朝主体10外倾斜设置，以使得底部距离传感器25检测区域的面积大于底面112的面积，以提升底部距离传感器25的障碍物检测能力，进而避免室内配送机器人100出现检测盲区，扩大室内配送机器人100的障碍物检测范围。
其中，如图3和图4所示，驱动机构30包括安装在第一主体部11的底面112上的主动轮31、辅助驱动轮33以及万向轮35。主动轮31用于接收控制指令并驱动主体10移动，辅助驱动轮33相对第一主体部11的底面112的高度小于主动轮31相对第一主体部11的底面112的高度，辅助驱动轮33用于在底部距离传感器25检测到地面为斜面时，接收第三控制指令并辅助驱动主体10移动，万向轮35设置在主体10的顶点位置处。
具体地，在本实施例中，主动轮31包括两个，两个主动轮31平行间隔设置在第一主体部11的底面112的与行进方向垂直方向的两侧。辅助驱动轮33包括四个，四个辅助驱动轮33设置在第一主体部11的底面112的沿行进方向的两侧。当底部距离传感器25检测到地面为斜面或者楼梯时，向控制器发送第二避障传感信号，以使控制器控制辅助驱动轮33旋转，进而辅助驱动主体10运动，提升室内配送机器人100的爬行能力。万向轮35包括四个，四个万向轮35设置在第一主体部11的底面112的四个顶角位置处，以辅助支撑主体10，提升室内配送机器人100的稳定性。
可选地，如图3和图4所示，主体10上还设置有防触碰包角15，防触碰包角15对应万向轮35设置，以至少部分罩设万向轮35。防触碰包角15由弹性材料制成，防触碰包角15的设置一方面可以缓冲障碍物的撞击，另一方面也可以保护万向轮35。
其中，如图4所示，在本实施例中，底部距离传感器25设置在防触碰包角15的内壁。底部距离传感器25还用于在检测到防触碰包角15发生形变时产生第四避障传感信号；控制器响应于第四避障传感信号而生成第四控制指令，驱动机构30用于在接收第四控制指令时将主体10朝向使防触碰包角15发生形变的运动进行制动，或按照避障策略驱动主体10绕开使防触碰包角15发生形变的障碍物。
可选地，如图1所示，室内配送机器人还包括TOF(Time of flight，飞行时间测距)仪60，TOF仪60设置在第二主体部13靠近第一主体部11的一侧，且TOF仪位于第二主体部13的对称平面上。通过在第二主体部13靠近第一主体部11的一侧设置TOF仪60，可以便于对行进路径前方地面上的较小障碍物(例如石头、沟壑等)进行探测。
可选地，如图2所示，室内配送机器人100还可包括转向灯70、电量指示灯80以及喇叭90。其中，转向灯70用于显示室内配送机器人100的转向，电量指示灯80用于显示供电电池的电量，喇叭90设置于安装面138，用于在异常状况下或者在摄像头组件44检测到障碍物为移动状态时发出提醒。异常状况例如可以为货物掉落或者室内配送机器人100发生故障。在摄像头组件40检测到障碍物为可移动物体时，发出提醒以警示运动过程中的障碍物进行避让。
具体地，在本实施例中，转向灯70和电量指示灯80均设置于第一主体部11的与第二主体部13连接的侧面。转向灯70包括两个，两个转向灯70对称设置在第一主体部11的左右两侧，以便于显示室内配送机器人100的转向，便于行人避让行驶中的室内配送机器人100。喇叭90设置于竖板134的中部。
综上所述，本领域技术人员容易理解，本发明实施例通过在第二主体部13背离承载空间的安装面138上设置摄像头组件40，一方面利用单目摄像头42识别障碍物，另一方面利用双目摄像头44检测障碍物与室内配送机器人100之间的距离，从而可以得到空间影像，便于室内配送机器人100对于障碍物的种类以及距离进行识别，进而根据不同种类的障碍物进行智能避障，提升室内配送机器人100的智能化程度。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种室内配送机器人，其特征在于，包括：
主体，所述主体包括第一主体部和第二主体部，所述第二主体部设置于所述第一主体部的侧边，且自所述第一主体部侧边向上延伸而出，所述第一主体部和所述第二主体部共同限定的空间为货柜承载空间，所述第二主体部具有背离所述承载空间的安装面；
摄像头组件，设置于所述安装面，包括单目摄像头和双目摄像头，所述单目摄像头用于通过图像匹配进行障碍物识别，所述双目摄像头用于检测障碍物与室内配送机器人之间的距离，以产生第一避障传感信号；
控制器，设置于所述主体，所述控制器用于响应所述第一避障传感信号生成第一控制指令；
驱动机构，设置于所述主体，用于接收所述第一控制指令而控制所述主体的运动。
2.根据权利要求1所述的室内配送机器人，其特征在于，
所述第二主体部包括竖板和横板，所述竖板的一端连接于所述第一主体部，所述竖板的另一端垂直连接于所述横板；所述第一主体部左右对称设置，所述竖板左右对称设置，所述横板左右对称设置。
3.根据权利要求2所述的室内配送机器人，其特征在于，
所述双目摄像头设置于所述横板，用于检测所述室内配送机器人运动路径前方的障碍物，所述双目摄像头包括两个信号发射器和两个信号接收器，每一所述信号发射器和每一所述信号接收器对应设置，两个所述信号发射器左右对称设置，两个所述信号接收器左右对称设置。
4.根据权利要求3所述的室内配送机器人，其特征在于，
所述室内配送机器人还包括行车记录仪，所述行车记录仪设置于所述横板，用于实时采集监控画面，所述行车记录仪和所述单目摄像头对称设置在所述双目摄像头的两侧。
5.根据权利要求2所述的室内配送机器人，其特征在于，
所述室内配送机器人还包括多个第一发射式传感器，多个所述第一发射式传感器设置于所述第一主体部的周侧和所述第二主体部远离所述第一主体部的顶面，设置于所述第一主体部的周侧的所述第一发射式传感器用于检测所述室内配送机器人周围的障碍物，设置于所述第二主体部顶面上的所述第一发射式传感器用于检测所述室内配送机器人上方的障碍物，并在检测到障碍物时产生第二避障传感信号；
所述控制器响应于所述第二避障传感信号而生成第二控制指令，所述驱动机构用于在接收所述第二控制指令时将所述主体朝向所述障碍物的运动进行制动，或按照避障策略驱动所述主体绕开所述障碍物。
6.根据权利要求5所述的室内配送机器人，其特征在于，
多个所述第一发射式传感器中的至少两个设置于所述安装面，且至少两个所述第一发射式传感器分别位于所述竖板的中部以及所述竖板靠近所述第一主体部的一侧，沿所述竖板不同高度设置的所述第一发射式传感器用于检测不同高度的所述障碍物。
7.根据权利要求1所述的室内配送机器人，其特征在于，
所述室内配送机器人还包括底部距离传感器，所述底部距离传感器设置于所述第一主体部的底面，用于检测所述第一主体部的底面与地面之间的距离，在检测到地面距离超过阈值时产生第三避障传感信号；
所述控制器响应于所述第三避障传感信号而生成第三控制指令，所述驱动机构用于在接收所述第三控制指令时将所述主体朝向所述地面距离超过阈值的位置的运动进行制动，或按照避障策略驱动所述主体绕开所述地面距离超过阈值的位置。
8.根据权利要求7所述的室内配送机器人，其特征在于，
所述驱动机构包括安装在所述第一主体部的底面上的主动轮、辅助驱动轮以及万向轮，所述主动轮用于接收所述控制指令并驱动所述主体移动，所述辅助驱动轮相对所述第一主体部的底面的高度小于所述主动轮相对所述第一主体部的底面的高度，所述辅助驱动轮用于在所述底部距离传感器检测到所述地面为斜面时，接收所述第三控制指令并辅助驱动所述主体移动，所述万向轮设置在所述第一主体部的顶角位置处。
9.根据权利要求1所述的室内配送机器人，其特征在于，
所述室内配送机器人还包括转向灯、电量指示灯以及喇叭，所述转向灯和所述电量指示灯均设置于所述第一主体部的与所述第二主体部连接的侧面，所述转向灯的数量为二，两个所述转向灯对称设置在所述第一主体部上，用于显示所述室内配送机器人的转向；所述电量指示灯用于显示供电电池的电量，所述喇叭设置于所述安装面，用于在异常状况下或者在所述摄像头组件检测到所述障碍物为移动状态时发出提醒。
10.根据权利要求1所述的室内配送机器人，其特征在于，
所述室内配送机器人还包括TOF仪，所述TOF仪设置在所述第二主体部靠近所述第一主体部的一侧，且所述TOF仪位于所述第二主体部的对称平面上。
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