機器人用深度攝像頭與超聲波結合的避障控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及機器人技術領域,尤其涉及一種機器人用深度攝像頭與超聲波結合的避障控制裝置。
【背景技術】
[0002]智能機器人,例如掃地機器人等越來越廣泛的應用于家庭生活中,機器人要實現靈活、高效、智能的移動,就需要具有自主導航的功能。地圖創(chuàng)建、定位及路徑規(guī)劃是自主導航的三個關鍵要素,地圖創(chuàng)建與定位是相互依存的關系,缺少環(huán)境地圖則無法準確的標定機器人的位置,初始位置不確定,則創(chuàng)建的地圖就會缺少基準點,正因如此未知環(huán)境下的機器人的地位與地圖創(chuàng)建將以同時定位與地圖創(chuàng)建的方式實現,即是移動機器人隨著對環(huán)境的探索,逐步擴大自身存儲的地圖的廣度,并實時的將未知信息定位在新創(chuàng)建的地圖中,這種技術一般稱之為同時定位與地圖生成。目前,較為常用的智能機器人的同時定位與地圖生成技術包括FastSLAM與vSLAM兩大類。其中FastSLAM系統(tǒng)一般使用激光測距儀或聲納來實現,而vSLAM則使用視覺傳感器來實現。FastSLAM由于使用了激光、聲納等傳感器,對一些特殊的環(huán)境如線段、拐角等不能識別,因此需要通過改進算法來實現定位的準確性。
[0003]綜合上述的描述,傳統(tǒng)機器人的定位避障方法只能避開距離機器人長距離的障礙物體,而且無法準確定位出障礙物體所在的具體位置,因此存在誤差、盲區(qū)和反射角度等局限性。
【實用新型內容】
[0004]針對上述技術中存在的不足之處,本實用新型提供一種機器人用深度攝像頭與超聲波結合的避障控制裝置,實現了機器人對環(huán)境的無盲區(qū)探測,在行走過程中可有效避開障礙物體。
[0005]為實現上述目的,本實用新型提供一種機器人用深度攝像頭與超聲波結合的避障控制裝置,包括安設在機器人上且用于判斷機器人體姿0.3-4m內是否有外障礙物體的深度數據攝像頭;安設在機器人上且用于判斷距離機器人體姿0-0.3m內是否有內障礙物體的超聲波測距模塊;安設在機器人體內其用于對內、外障礙物體的障礙信息進行處理的控制模塊;用于顯示障礙信息的顯示屏;
[0006]所述深度數據攝像頭和超聲波測距模塊分別與控制模塊的輸入端電連接,且所述控制模塊的輸出端與顯示屏電連接。
[0007]其中,所述機器人上還安設有用于偵測聲源并獲取聲音信號的陣列麥克風,所述陣列麥克風與控制模塊的輸入端電連接,所述陣列麥克風偵測到開始探索的指令后,傳輸給控制模塊處理后,機器人開始行走和探索。
[0008]其中,所述深度數據攝像頭在360度內分固定拍攝角度和七次旋轉拍攝角度,所述固定拍攝角度為60度,七次旋轉拍攝角度具體為第一次旋轉角度為30度、第二次旋轉角度為60度、第三次旋轉角度為30度、第四次旋轉角度為60度、第五次旋轉角度為30度、第六次旋轉角度為60度和第七次旋轉角度為30度。
[0009]其中,所述超聲波測距模塊包括單片機、定時單元和轉換單元,所述單片機上設有觸發(fā)端和回聲引腳,所述單片機的輸出端與定時單元電連接,所述回聲引腳通過轉換單元與控制模塊電連接;觸發(fā)端觸發(fā)后,回聲引腳得到高電平,定時單元開啟工作后,回聲引腳由高電平轉為低電平,且低電平信號通過轉換單元轉化為實際距離數值并在顯示屏上進行顯不O
[0010]其中,述深度數據攝像頭包括用于投射隨機點陣的紅外傳感器和用于撲捉點陣的CMOS傳感器,且所述CMOS傳感器上帶有紅外濾波器;所述紅外傳感器通過紅外濾波器與CMOS傳感器電連接,且該CMOS傳感器與控制模塊的輸入端電連接。
[0011]本實用新型的有益效果是:與現有技術相比,本實用新型提供的機器人用深度攝像頭與超聲波結合的避障控制裝置,由機器人在行走過程中不斷的對外障礙物體進行探索,由深度數據攝像頭檢測距離機器人體姿0.3-4m之間是否有外障礙物體,由機器人上安設的超聲波測距模塊判斷距離機器人體姿0-0.3m以內是否有內障礙物體;并將障礙物體的障礙信息在顯示屏上進行顯示,最后,根據顯示屏上的顯示確定機器人行走避開內、外障礙物體的可行走路線。本實用新型的改進,實現了機器人對環(huán)境的無盲區(qū)探測,有效解決存在著盲區(qū)和反射角度等局限性問題,在行走過程中可有效避開障礙物體,提高了該機器人的工作效率。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的機器人用深度攝像頭與超聲波結合的避障控制裝置的工作方框圖;
[0013]圖2為本實用新型中深度數據攝像頭的旋轉方式圖;
[0014]圖3為本發(fā)明深度數據攝像頭獲得深度圖像的結構圖;
[0015]圖4為本實用新型中顯示屏上顯示首次獲得障礙信息的示意圖;
[0016]圖5為本實用新型獲得內外障礙物體障礙信息的示意圖。
[0017]主要元件符號說明如下:
[0018]10、深度數據攝像頭 11、超聲波測距模塊
[0019]12、控制模塊13、顯示屏
[0020]14、陣列麥克風111、單片機
[0021]112、觸發(fā)端113、回聲引腳
[0022]114、定時單元115、轉換單元
[0023]101、紅外傳感器102、CMOS傳感器
[0024]103、紅外濾波器
[0025]15、機器人。
【具體實施方式】
[0026]為了更清楚地表述本實用新型,下面結合附圖對本實用新型作進一步地描述。
[0027]請參閱圖1-5,本實用新型的機器人用深度攝像頭與超聲波結合的避障控制裝置,包括安設在機器人15上且用于判斷機器人15體姿0.3-4m內是否有外障礙物體的深度數據攝像頭10 ;安設在機器人15上且用于判斷距離機器人體姿0-0.3m內是否有內障礙物體的超聲波測距模塊11 ;安設在機器人體15內其用于對內、外障礙物體的障礙信息進行處理的控制模塊12 ;用于顯示障礙信息的顯示屏13 ;深度數據攝像頭10和超聲波測距模塊11分別與控制模塊12的輸入端電連接,且控制模塊12的輸出端與顯示屏13電連接。
[0028]本實用新型提供的機器人用深度攝像頭與超聲波結合的避障控制裝置,由機器人在行走過程中不斷的對外障礙物體進行探索,由深度數據攝像頭10檢測距離機器人12體姿0.3-4m之間是否有外障礙物體,由機器人15上安設的超聲波測距模塊判斷距離機器人體姿0-0.3m以內是否有內障礙物體;并將障礙物體的障礙信息在顯示屏上進行顯示,最后,根據顯示屏12上的顯示確定機器人行走避開內、外障礙物體的可行走路線。本實用新型的改進,實現了機器人對環(huán)境的無盲區(qū)探測,有效解決存在著盲區(qū)和反射角度等局限性問題,在行走過程中可有效避開障礙物體,提高了該機器人的工作效率。
[0029]在本實施例中,機器人15上還安設有用于偵測聲源并獲取聲音信號的陣列麥克風14,陣列麥克風14與控制模塊12的輸入端電連接,陣列麥克風14偵測到開始探索的指令后,傳輸給控制模塊12處理后,機器人開始行走和探索。
[0030]請參閱圖2,深度數據攝像頭在360度內分固定拍攝角度和七次旋轉拍攝角度,固定拍攝角度為60度,七次旋轉拍攝角度具體為第一次旋轉角度為30度、第二次旋轉角度為60度、第三次旋轉角度為30度、第四次旋轉角度為60度、第五次旋轉角度為30度、第六次旋轉角度為60度和第七次旋轉角度為30度;固定拍攝角度即為圖2中的首次旋轉角度。由于