基于超聲波、藍牙和視覺的跟隨機器人制造技術

本發明專利技術提供一種基于超聲波、藍牙和視覺的跟隨機器人，包括機器人本體和底盤，所述機器人本體包括深度視覺攝像頭、紅外傳感器、藍牙接收器、第一超聲波傳感器、中央控制器和語音交互模塊，所述機器人底盤上設置運動控制模塊；所述深度視覺攝像頭、紅外傳感器、藍牙接收器、第一超聲波傳感器、運動控制模塊、語音交互模塊均和中央控制器相連。本發明專利技術通過攝像頭采集人體圖像和紅外傳感器檢測人體溫度雙重來實現人體的識別，減少誤識別的情況，實現人體跟隨的準確性；通過采用藍牙信號的唯一ID，實現機器人的攝像頭內出現多個人體或部分人體的距離較近的情況下，也能識別待跟隨的目標人體，減少干擾的出現，實現跟隨唯一化、準確及時。

Tracking robot based on ultrasonic, Bluetooth and vision

The invention provides an ultrasonic, Bluetooth and vision based robot follow, including robot body and chassis, the robot body comprises a depth vision camera, infrared sensor, Bluetooth receiver, the first ultrasonic sensor, the central controller and voice interaction module, the robot chassis is provided with a motion control module; the depth of vision, camera infrared sensor, Bluetooth receiver, the first ultrasonic sensor, motion control module, voice interaction module are connected with the central controller. The invention is collected through the camera body image and infrared sensors to detect the temperature of the human body to achieve double human body recognition, reduce the recognition results, realize the accuracy of follow through; only ID using Bluetooth signals, the robot camera occurred in the human body or part of the body is close to the case, can be identified follow the target body, reduce interference, follow only, accurate and timely.

【技術實現步驟摘要】
基于超聲波、藍牙和視覺的跟隨機器人
本專利技術涉及機器人領域，具體涉及一種基于超聲波、藍牙和視覺的跟隨機器人。
技術介紹
信息技術的發展，信息技術被廣泛的應用到人們的生活方式與工作方式中。如有更有效的利用現有的信息技術，人們一直沒有停止探索。機器人領域是集計算機、機械、傳感技術、信息處理技術、圖像處理與識別技術、語言識別與處理技術、控制技術和通信技術等于一體的系統。現有的Player、MOOS、CARMEN、YARP、Orocos、微軟RoboticsStudio等操作系統無法滿足實際應用的需求。ROS(RobotOperatingSystem)是一種開源機器人操作系統，能夠提供類似于操作系統的功能，為機器人應用系統提供硬件抽象、底層驅動、消息傳遞和包管理，以及一些輔助開發工具，例如建立、編寫和運行多機通信系統整合的程序。人跟隨研究的相關技術主要包括三個方面：被跟隨人的檢測，被跟隨人的的跟蹤和機器人在跟隨過程中的避障。國際上有許多組織在研究機器人人體識別及跟隨方法。有些基于RGBD傳感器(如Kinect、Xtion和奧比中光)作人體跟隨移動機器人控制系統；此外，特殊裝備房也廣泛地用于識別目標人物。一個智能環境探測器被用于探測機器人的周圍環境、實現人體識別和穩定地跟隨人體。東京大學在試驗中把多個鐳射距離傳感器設置成一個系統，該系統能夠識別人體腿部并跟蹤行人；或是設定3個鐳射距離傳感器分別檢測人體的腿部、上身和頭部，從而實現對人體的跟蹤，但是這些裝置是被固定的。機器人跟隨人體時人機交互研究中的一個熱點，在機器人領域，機器人跟隨人體執行和攜帶物品等應用廣泛。跟隨的環境往往復雜，人群也多變，物體也較多，目前機器人容易出現的誤識別人的輪廓的情況，且容易走丟。CN201510068427.X公開一種基于超聲波和藍牙的跟隨機器人定位系統，系統的藍牙模塊與手持設備的藍牙模塊通信，定位模塊根據分析模塊的數據定位手持設備的位置；局部網格地圖模塊根據檢測模塊分析超聲波第一超聲波傳感器掃描的信息構建局部網格地圖；跟隨區域規劃模塊根據所述手持設備的位置及局部網格地圖規劃出可行進的區域，跟隨模塊根據跟隨區域規劃模塊規劃的可行進的區域驅動行走裝置。通過藍牙模塊之間的通信，并分析藍牙模塊之間的通信數據，結合利用超聲第一超聲波傳感器所掃描的所述機器人前方信息，構建局部網格地圖，實現機器人跟隨的目的。該系統存在容易出現誤識別人體的情況。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本專利技術提供一種基于超聲波、藍牙和視覺的跟隨機器人，該機器人在人體跟隨過程中的自由度、精確度，在時間和空間上及數據上進行融合以提高系統的適應性和人體輪廓的識別能力，從而實現機器人自主人體跟隨，工作效率高，成本低，定位準確，實用性和可靠性高，運算量少等優勢。本專利技術為實現上述目的，采用以下技術方案：本專利技術提供一種基于超聲波、藍牙和視覺的跟隨機器人，所述機器人包括機器人本體和底盤，所述機器人本體包括深度視覺攝像頭、紅外傳感器、藍牙接收器、第一超聲波傳感器、中央控制器和語音交互模塊，所述機器人底盤上設置運動控制模塊；所述深度視覺攝像頭、紅外傳感器、藍牙接收器、第一超聲波傳感器、運動控制模塊、語音交互模塊均和中央控制器相連；所述運動控制模塊，包括微控制器、主動輪、萬向輪和電機；所述萬向輪與主動輪連接；所述主動輪和電機均與微控制器相連；所述語音交互模塊包括喇叭、語音輸入裝置和音量調節裝置。進一步地，所述運動控制模塊還包括第二超聲波傳感器，所述第二超聲波傳感器與微控制器相連。進一步地，所述底盤還包括碰撞傳感器，所述碰撞傳感器與微控制器相連。進一步地，所述底盤還包括懸崖傳感器，所述懸崖傳感器與微控制器相連。進一步地，所述中央控制器包括信號采集模塊和信號判斷模塊。進一步地，所述機器人本體包括報警裝置，所述報警裝置與中央控制器相連。進一步地，所述報警裝置為報警燈或擴音裝置。進一步地，所述紅外傳感器設置在機器人頭部。所述深度視覺攝像頭，用于拍攝目標人體的圖像；所述紅外傳感器用于輔助檢測人體位置；所述第一超聲波傳感器，用于檢測目標人體與機器人的實時距離；所述第二超聲波傳感器用于檢測機器人與地面的距離情況，當機器人與地面的距離超出設定范圍時，判斷機器人是否處于懸空狀態；所述微控制器接收中央控制器的具體信號，并將信號轉換為電機的運動信號，從而控制主動輪或萬向輪的運動方向和速度等；所述語音交互模塊包括喇叭和音量調節裝置等，用于與目標人體的交流；所述中央控制器，接收各配件的信號，并將其轉換為對應的信號，發送相關的命令等；所述藍牙接收器接收藍牙發射器發射的信號，實現機器人跟隨的人體的唯一性，避免干擾，識別的唯一性；所述報警裝置在機器人出現故障時給予報警提示。本專利技術的有益效果：本專利技術提供的一種基于超聲波、藍牙和視覺的跟隨機器人，該機器人在人體跟隨過程中的自由度、精確度，在時間和空間上及數據上進行融合以提高系統的適應性和人體輪廓的識別能力，從而實現機器人自主人體跟隨，工作效率高，成本低，定位準確，實用性和可靠性高，運算量少；通過攝像頭采集人體圖像和紅外傳感器檢測人體溫度雙重來實現人體的識別，減少誤識別的情況，實現人體跟隨的準確性；通過采用藍牙信號的唯一ID，實現機器人的攝像頭內出現多個人體或部分人體的距離較近的情況下，也能識別待跟隨的目標人體，減少干擾的出現，實現跟隨唯一化、準確及時。該機器人在人體跟隨過程中的自由度、精確度，在時間和空間上及數據上進行融合以提高系統的適應性和人體輪廓的識別能力，從而實現機器人自主人體跟隨，工作效率高，成本低，定位準確，實用性和可靠性高，運算量少。附圖說明圖1：本專利技術跟隨機器人結構示意圖。下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。具體實施方式下面以具體實施例對本專利技術作進一步的說明，但本專利技術不受下述實施例的限定。實施例1如圖1所示，本專利技術提供一種基于超聲波、藍牙和視覺的跟隨機器人，所述機器人包括機器人本體和底盤，所述機器人本體包括深度視覺攝像頭1、紅外傳感器2、藍牙接收器3、第一超聲波傳感器4、中央控制器5和語音交互模塊6，所述機器人底盤上設置運動控制模塊7；所述深度視覺攝像頭1、紅外傳感器2、藍牙接收器3、第一超聲波傳感器4、運動控制模塊7、語音交互模塊6均和中央控制器5相連；所述運動控制模塊7，包括微控制器8、主動輪、萬向輪和電機；所述萬向輪與主動輪連接；所述主動輪和電機均與微控制器8相連；所述語音交互模塊6包括喇叭、語音輸入裝置和音量調節裝置；所述運動控制模塊7還包括第二超聲波傳感器，所述第二超聲波傳感器與微控制器8相連；所述底盤還包括碰撞傳感器9，所述碰撞傳感器9與微控制器8相連；所述底盤還包括懸崖傳感器11，所述懸崖傳感器11與微控制器8相連；所述中央控制器5包括信號采集模塊和信號判斷模塊；所述機器人本體包括報警裝置10，所述報警裝置10與中央控制器5相連；所述報警裝置10為報警燈或擴音裝置；所述紅外傳感器2設置在機器人頭部。所述深度視覺攝像頭1，用于拍攝目標人體的圖像；所述紅外傳感器2用于輔助檢測人體位置；所述第一超聲波傳感器4，用于檢測目標人體與機器人的實時距離；所述第二超聲波傳感器用于檢測機器人與地面的距離情況，當機器人與地面的距離超出設定范圍時，判斷機器人是本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于超聲波、藍牙和視覺的跟隨機器人，其特征在于，所述機器人包括機器人本體和底盤，所述機器人本體包括深度視覺攝像頭、紅外傳感器、藍牙接收器、第一超聲波傳感器、中央控制器和語音交互模塊，所述機器人底盤上設置運動控制模塊；所述深度視覺攝像頭、紅外傳感器、藍牙接收器、第一超聲波傳感器、運動控制模塊、語音交互模塊均和中央控制器相連；所述運動控制模塊，包括微控制器、主動輪、萬向輪和電機；所述萬向輪與主動輪連接；所述主動輪和電機均與微控制器相連；所述語音交互模塊包括喇叭、語音輸入裝置和音量調節裝置。

【技術特征摘要】
1.基于超聲波、藍牙和視覺的跟隨機器人，其特征在于，所述機器人包括機器人本體和底盤，所述機器人本體包括深度視覺攝像頭、紅外傳感器、藍牙接收器、第一超聲波傳感器、中央控制器和語音交互模塊，所述機器人底盤上設置運動控制模塊；所述深度視覺攝像頭、紅外傳感器、藍牙接收器、第一超聲波傳感器、運動控制模塊、語音交互模塊均和中央控制器相連；所述運動控制模塊，包括微控制器、主動輪、萬向輪和電機；所述萬向輪與主動輪連接；所述主動輪和電機均與微控制器相連；所述語音交互模塊包括喇叭、語音輸入裝置和音量調節裝置。2.根據權利要求1所述的基于超聲波、藍牙和視覺的跟隨機器人，其特征在于，所述運動控制模塊還包括第二超聲波傳感器，所述第二超聲波傳感器與微控制器相連。3.根據權利要求1所述的基于超聲波...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李景龍，李朝暉，
申請(專利權)人：湖南暉龍股份有限公司，
類型：發明
國別省市：湖南,43