CN207867336U - 一种服务机器人自主导航底盘系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种服务机器人自主导航底盘系统，包括：设有Json格式接口的底盘控制器、超声波避障传感器、防碰撞传感器、3D摄像头、激光扫描测距雷达和驱动单元；所述的底盘控制器分别与超声波避障传感器、防碰撞传感器、3D摄像头、激光扫描测距雷达和驱动单元电性连接。由于激光扫描测距雷达和3D摄像头目前都会受到光线和障碍物材质的影响，所有加上了超声波避障传感器和防碰撞传感器，可以全方位进行障碍物的获知和监控，让服务机器人更加安全可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机器人导航底盘系统，尤其涉及一种服务机器人自主导航底盘系统。
背景技术
随着人工智能的发展和人类文明程度的提高，运用高科技产品来服务人类成为一种趋势，其中服务机器人就是高科技的一种产物。服务机器人需要灵活安全地移动，就离不开智能的移动底盘。
现在一些服务机器人底盘还是采用磁轨导航这种方式，这种方式对服务机器人应用场景要求比较高，而且需要在地面上铺磁轨破坏应用场景而且轨迹是规定，无法自动绕开障碍物，这种底盘应用很大程序限制了服务机器人的应用，所有该方式被淘汰只是时间的问题。
最近也有一些服务机器人开始采用自主导航方式，目前这种方式很多是采用激光扫描测距传感器加超声波避障的这种方式，由于激光扫描测距传感器扫描的地图只是一个平面的，无法对整个3D的空间进行扫描，会存在定位不准确的问题，特别是对称性的环境。
还有现在底盘的控制系统提供给开发者使用的接口，很多都是字节命令，字节命令表达的意思不够直接明白，开发者还要去找对应的表才清楚相关命令，增加了开发者对服务机器人底盘开发的难度。
实用新型内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型目的在于提供一种服务机器人自主导航底盘系统。
本实用新型所述的服务机器人自主导航底盘系统，其特征在于，包括：设有Json格式接口的底盘控制器、超声波避障传感器、防碰撞传感器、3D摄像头、激光扫描测距雷达和驱动单元；所述的底盘控制器分别与超声波避障传感器、防碰撞传感器、3D摄像头、激光扫描测距雷达和驱动单元电性连接；
所述的底盘控制器用于控制服务机器人底盘的移动操作以及用于基于Json数据格式进行人机交互；
所述的超声波避障传感器用于利用超声波检测服务机器人的周边障碍物距离；
所述的防碰撞传感器用于对服务机器人遇障时输出急刹车控制；
所述的3D摄像头用于扫描移动空间地图；
所述的激光扫描测距雷达用于扫描环境平面地图轮廓和检测障碍物距离；
所述的驱动单元用于驱动底盘带动服务机器人移动。
所述的驱动单元包括左轮电机驱动器以及左轮电机、右轮电机驱动器以及右轮电机；所述的底盘控制器通过左轮电机驱动器控制左轮电机、通过右轮电机控制器控制右轮电机。
所述的底盘控制器设有遥控接收器；所述的遥控接收器用于接收无线控制命令。
所述的底盘控制器设有电源监测装置；所述的电源监测装置用于监测服务机器人的电池电量。
本实用新型所述的服务机器人自主导航底盘系统，其优点在于，采用激光扫描测距雷达扫描场景的平面地图轮廓并在机器人行走过程中进行位置比较匹配。采用3D摄像头扫描3D地图轮廓并在机器人行走过程中进行位置比较匹配。由于激光扫描测距雷达和3D摄像头目前都会受到光线和障碍物材质的影响，所有加上了超声波避障传感器和防碰撞传感器，可以全方位进行障碍物的获知和监控，让服务机器人更加安全可靠。同时由于设置了电源监控装置，可以实时监控服务机器人的电池电量，在电池电量不足的时候可以结合在先完成的地图扫描完成充电桩导航，实现无人值守的自充电功能。
附图说明
图1是本实用新型一种服务机器人自主导航底盘系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型所述的服务机器人自主导航底盘系统包括：设有Json格式接口的底盘控制器、超声波避障传感器、防碰撞传感器、3D摄像头、激光扫描测距雷达和驱动单元。所述的底盘控制器分别与超声波避障传感器、防碰撞传感器、3D摄像头、激光扫描测距雷达和驱动单元电性连接。
所述的底盘控制器用于控制服务机器人底盘的移动操作以及用于基于Json数据格式进行人机交互。所述的超声波避障传感器用于利用超声波检测服务机器人的周边障碍物距离。所述的防碰撞传感器用于对服务机器人遇障时输出急刹车控制。所述的3D摄像头用于扫描移动空间地图。所述的激光扫描测距雷达用于扫描环境平面地图轮廓和检测障碍物距离。所述的驱动单元用于驱动底盘带动服务机器人移动。
所述的驱动单元包括左轮电机驱动器以及左轮电机、右轮电机驱动器以及右轮电机。所述的底盘控制器通过左轮电机驱动器控制左轮电机、通过右轮电机控制器控制右轮电机。
当用户通过用户接口给底盘控制器发送Json数据格式的命令时候，底盘控制器对命令进行解析并作出相对应的响应。Json格式接口作为用户接口包括遥控底盘行走控制命令，让底盘到达某个位置的命令，设置底盘传感器参数命令，查询传感器数据命令，充电命令等。JSON数据格式命令是用于网络通讯开发的一种常用方法，它结构清晰，比较符合软件开发人员的习惯，方便开发者对服务机器人底盘进行开发。
所述的底盘控制器设有遥控接收器和电源监测装置。所述的遥控接收器用于接收无线控制命令；所述的电源监测装置用于监测服务机器人的电池电量。遥控接收器和电源监测装置的设置用于提升服务机器人在工作的时候降低对人员操作的依赖性，远距离发送控制指令可以避免服务机器人在进行服务工作的时候不影响被服务对象的使用体验。
需要指出，本申请所述的超声波避障传感器、防碰撞传感器、3D摄像头、激光扫描测距雷达和驱动单元均为现有技术的硬件功能模块。本申请所改进的是底盘控制器与各硬件功能模块的连接关系，而非对各硬件功能模块中的系统命令进行改进。所述的Json格式接口的底盘控制器，是对现有技术中的底盘控制器进行硬件改进，设置Json格式接口，而非对软件层进行改进。通过本申请所述的连接关系，可以获得以下服务机器人的功能和实现对应命令：
遥控底盘行走控制命令：当底盘控制器接收到遥控走动的命令，把命令解析成左/右轮电机驱动器对应的信号，从而驱动左/右轮电机行走。
让底盘到达某个位置的命令：底盘控制器接收命令并确定服务机器人要去的目标位置，通过驱动单元控制让底盘往目标位置移动。在移动的过程中，通过3D摄像头、激光扫描测距雷达、超声波避障传感器和防碰撞传感器去检测机器人底盘的周围环境。底盘控制器通过这些传感器反馈回的数据去做路径规划，让机器人底盘以最佳路径安全到达目标位置。
设置底盘传感器参数命令：底盘控制器接收参数设置命令并解析对应的参数并对相关硬件参数进行设置。
查询传感器数据命令：底盘控制器接收查询命令，把控制器连接的传感器的各种数据按照对应的格式反馈回去。
充电命令：底盘控制器接收到充电命令，在各个传感器协议下，驱动底盘电机到达充电桩位置，并进行自主充电。充电命令可以由遥控接收器收取，也可以由电源监测装置获得。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种服务机器人自主导航底盘系统，其特征在于，包括：
设有Json格式接口的底盘控制器、超声波避障传感器、防碰撞传感器、3D摄像头、激光扫描测距雷达和驱动单元；所述的底盘控制器分别与超声波避障传感器、防碰撞传感器、3D摄像头、激光扫描测距雷达和驱动单元电性连接；
所述的底盘控制器用于控制服务机器人底盘的移动操作以及用于基于Json数据格式进行人机交互；
所述的超声波避障传感器用于利用超声波检测服务机器人的周边障碍物距离；
所述的防碰撞传感器用于对服务机器人遇障时输出急刹车控制；
所述的3D摄像头用于扫描移动空间地图；
所述的激光扫描测距雷达用于扫描环境平面地图轮廓和检测障碍物距离；
所述的驱动单元用于驱动底盘带动服务机器人移动。
2.根据权利要求1所述的服务机器人自主导航底盘系统，其特征在于，所述的驱动单元包括左轮电机驱动器以及左轮电机、右轮电机驱动器以及右轮电机；所述的底盘控制器通过左轮电机驱动器控制左轮电机、通过右轮电机控制器控制右轮电机。
3.根据权利要求1所述的服务机器人自主导航底盘系统，其特征在于，所述的底盘控制器设有遥控接收器；所述的遥控接收器用于接收无线控制命令。
4.根据权利要求1所述的服务机器人自主导航底盘系统，其特征在于，所述的底盘控制器设有电源监测装置；所述的电源监测装置用于监测服务机器人的电池电量。
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