CN214129367U - 一种导盲机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种导盲机器人，包括机械模块和电子模块，机械模块中包括身体，身体连接有4个机械腿，机械腿上安装有电机，身体后端设置触摸杆尾巴；电子模块包括安装在身体中央的中央处理器，中央处理器上连接有安装在身体上表面的存储模块、GPS传感器、惯性传感器、语音模块、4G模块、电源模块和安装在身体侧面的避障模块以及安装在触摸杆尾巴端部的触摸传感器，存储模块连接有安装在身体前端的摄像头。该机器人实现了对障碍物的图像识别和自动定位，并通过4G模块和机器人进行通讯，对机器人可以实时监控，使用便捷，同时提高了机器人的安全性，定位和测距的准确性高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机器人，更具体地，涉及一种导盲机器人。
背景技术
盲人因为视力不佳很难分辨出路况，目前，大多数盲人依靠盲杖和轮椅出行，但使用盲杖有其局限性，对于障碍物的检测准确性极低，使得盲人出行的过程中浪费很多时间和精力。使用训练好的导盲犬作为盲人的导航工具也是目前常用的方法，但是导盲犬的培训过程较长，同时导盲犬还需和主人进行匹配过程，同时目前工具犬仍有很多场合不能进入。
发明内容
实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种能够准确检测障碍物，对盲人出行进行正确引导的导盲机器人。
技术方案：本实用新型所述一种导盲机器人，包括机械模块和电子模块，机械模块中包括身体，身体连接有4个机械腿，机械腿上安装有电机，身体后端设置触摸杆尾巴；电子模块包括安装在身体中央的中央处理器，中央处理器上连接有安装在身体上表面的存储模块、GPS传感器、惯性传感器、语音模块、4G模块、电源模块和安装在身体侧面的避障模块以及安装在触摸杆尾巴端部的触摸传感器，存储模块连接有安装在身体前端的摄像头。
其中，机械腿由侧面板A、侧面板B、足底连接而成，侧面板A、侧面板B 上分别装有电机A和电机B；避障模块包括超声波传感器和红外线传感器；摄像头将拍摄到的图片数据放到存储模块中，并通过中央处理器处理，对语音模块发出相应指令和驱动电机工作；摄像头包括正对着行进前方的第一摄像头和正对着地面的第二摄像头，第二摄像头能够识别地面的导盲线；摄像头为双目摄像头； 4G模块将机器人的状态通过无线通信方式传输到上位机，上位机通过4G模块将指令传输到中央处理器，并对机器人进行控制；GPS传感器和惯性传感器的数据通过卡尔曼滤波器进行融合处理，由于GPS的更新频率低，没有办法实时保证定位的准确性，而惯性传感器随着时间的推进，位移的误差会不断积累，所以采用卡尔曼滤波器对GPS的数据和惯性传感器进行融合，因为卡尔曼滤波器具有很强的鲁棒性，即使对物体位置的观测有误差，根据物体历史状态与当前对位置的观测，也可以较准确地推算出物体的位置。
有益效果：本实用新型与现有技术相比，其优点是：1、实现了对障碍物的图像识别和自动定位，并通过4G模块和机器人进行通讯，对机器人可以实时监控，使用便捷，同时提高了机器人的安全性；2、利用卡尔曼滤波器对GPS的数据和惯性传感器进行融合，提高了定位的准确性；3、利用双目测距以及红外线和超声波混合测距加强了机器人测距的准确性。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
图2是本实用新型俯视图；
图3是本实用新型控制方法示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，导盲机器人包括机械模块和电子模块，机械模块中包括身体28，身体28连接有4个机械腿，机械腿由侧面板A 22、侧面板B 23、足底27连接而成，侧面板A22、侧面板B 23上分别装有电机A 24和电机B 25，身体28后端设置触摸杆尾巴29；电子模块包括安装在身体28中央的中央处理器6，中央处理器6上连接有安装在身体28上表面的存储模块7、GPS传感器3、惯性传感器4、语音模块8、4G模块9、电源模块10和安装在身体28侧面的避障模块以及安装在触摸杆尾巴29端部的触摸传感器21，避障模块包括超声波传感器 11和红外线传感器12，存储模块7连接有安装在身体28前端的摄像头，摄像头为双目摄像头，包括正对着行进前方的第一摄像头1和正对着地面的第二摄像头 2；摄像头将拍摄到的图片数据放到存储模块7中，并通过中央处理器6处理，对语音模块8发出相应指令和驱动电机工作，4G模块9将机器人的状态通过无线通信方式传输到上位机，上位机通过4G模块9将指令传输到中央处理器6，并对机器人进行控制，GPS传感器3和惯性传感器4的数据通过卡尔曼滤波器5 进行融合处理。
导盲机器人控制方法如图3所示，使用时，用户用手摸到触摸杆尾巴29上的触摸传感器21，机器人开始运动，并通过卡尔曼滤波器5将GPS模块3和惯性传感器4融合进行准确的定位，获取物体的位置信息，由于GPS模块3的更新频率低，没有办法实时保证定位的准确性，而惯性传感器4随着时间的推进，位移的误差会不断积累，采用卡尔曼滤波器5对GPS的数据和惯性传感器进行融合，因为卡尔曼滤波器5具有很强的鲁棒性，即使对物体位置的观测有误差，根据物体历史状态与当前对位置的观测，也可以较准确地推算出物体的位置；第一摄像头1和第二摄像头2将拍摄到的图片数据放到存储模块7中，中央处理器 6利用神经网络模型对图片数据进行训练，以达到对障碍物的识别，且双目摄像头还有测距功能，还能测量与障碍物的距离，如果距离太近，机器人就会通过语音模块8进行报警提醒用户，第二摄像头2中拍摄的图片利用神经网络模型对导盲线的图片数据进行训练，当识别到导盲线时就机器人就沿着导盲线走；图片数据经过中央处理器6处理后，驱动电机A 24和电机B 25运作，机械腿开始动作，能实现基本的前后左右动作，利用惯性传感器4，机器人可以进行爬坡，此外机器人身上的超声波传感器11和红外线传感器12同时进行测距，利用红外线和超声波传感器以及双目摄像头混合测距提高了测距的准确性，机器人通过4G模块 9连接电脑，通过电脑上的上位机对机器人进行实时监控，当机器出现故障，就远程将它停止工作。
Claims (8)
1.一种导盲机器人，其特征在于，包括机械模块和电子模块，所述机械模块中包括身体(28)，所述身体(28)连接有4个机械腿，所述机械腿上安装有电机，所述身体(28)后端设置触摸杆尾巴(29)；所述电子模块包括安装在身体(28)中央的中央处理器(6)，所述中央处理器(6)上连接有安装在身体(28)上表面的存储模块(7)、GPS传感器(3)、惯性传感器(4)、语音模块(8)、4G模块(9)、电源模块(10)和安装在身体(28)侧面的避障模块以及安装在触摸杆尾巴(29)端部的触摸传感器(21)，所述存储模块(7)连接有安装在身体(28)前端的摄像头。
2.根据权利要求1所述的导盲机器人，其特征在于，所述机械腿由侧面板A(22)、侧面板B(23)、足底(27)连接而成，所述侧面板A(22)、侧面板B(23)上分别装有电机A(24)和电机B(25)。
3.根据权利要求1所述的导盲机器人，其特征在于，所述避障模块包括超声波传感器(11)和红外线传感器(12)。
4.根据权利要求1所述的导盲机器人，其特征在于，所述摄像头将拍摄到的图片数据放到存储模块(7)中，并通过中央处理器(6)处理，对语音模块(8)发出相应指令和驱动电机工作。
5.根据权利要求1或4所述的导盲机器人，其特征在于，所述摄像头包括正对着行进前方的第一摄像头(1)和正对着地面的第二摄像头(2)。
6.根据权利要求1所述的导盲机器人，其特征在于，所述摄像头为双目摄像头。
7.根据权利要求1所述的导盲机器人，其特征在于，所述4G模块(9)将机器人的状态通过无线通信方式传输到上位机，所述上位机通过4G模块(9)将指令传输到中央处理器(6)，并对机器人进行控制。
8.根据权利要求1所述的导盲机器人，其特征在于，所述GPS传感器(3)和惯性传感器(4)的数据通过卡尔曼滤波器(5)进行融合处理。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020810791.5U CN214129367U (zh) | 2020-05-15 | 2020-05-15 | 一种导盲机器人 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202020810791.5U CN214129367U (zh) | 2020-05-15 | 2020-05-15 | 一种导盲机器人 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN214129367U true CN214129367U (zh) | 2021-09-07 |
Family
ID=77520963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202020810791.5U Active CN214129367U (zh) | 2020-05-15 | 2020-05-15 | 一种导盲机器人 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN214129367U (zh) |
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2020
- 2020-05-15 CN CN202020810791.5U patent/CN214129367U/zh active Active
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