[0050]超聲波測距模塊200設(shè)置為型號HC-SR04的超聲波測距模塊200，電機(jī)控制模塊300設(shè)置為型號L298N的芯片U2，紅外追蹤模塊600設(shè)置為多個型號V51838B的紅外傳感器H。
[0051]超聲波測距模塊200的引腳TRIG與GP10接口 P2的引腳3、引腳5、引腳7或引腳9對應(yīng)連接，超聲波測距模塊200的引腳ECHO與GP10接口 P2的引腳4、引腳6、引腳8或引腳10對應(yīng)連接。GP10接口 P2的引腳3、引腳5、引腳7或引腳9與對應(yīng)的超聲波測距模塊200的觸發(fā)信號輸入引腳TRIG連接，以觸發(fā)對應(yīng)的超聲波測距模塊200進(jìn)行前方障礙物距離檢測，超聲波測距模塊200的回應(yīng)信號引腳ECHO輸入至GP10接口 P2的引腳4、引腳6、引腳8或引腳10，主控模塊100根據(jù)超聲波測距模塊200檢測的信號進(jìn)行障礙物距離檢測，輸出進(jìn)行避障或者進(jìn)行跟蹤等控制信號。圖5是GP10接口 P2與三組超聲波測距模塊200的連接示意圖，需要說明的是，超聲波測距模塊的數(shù)量不局限于本實施例的三個，也可以設(shè)置為四個或者其它數(shù)量。
[0052]如圖6所示，主控模塊100通過電機(jī)控制模塊300對電機(jī)400的運動狀態(tài)進(jìn)行控制的。GP10接口 P2的引腳27與芯片U2的引腳6連接，ΡΙ0接口 P2的引腳28與芯片U2的引腳11連接。GP10接口 P2的引腳27、引腳28是PWM生成引腳，對芯片U2提供可控制的PWM信號實現(xiàn)對機(jī)器人移動速度的控制。
[0053]如圖7所示，BUS接口 P7的引腳2與芯片U2的引腳5連接，BUS接口 P7的引腳1與芯片U2的引腳7連接，BUS接口 P7的引腳4與芯片U2的引腳10連接，BUS接口 P7的引腳3與芯片U2的引腳12連接，芯片U2的引腳1、芯片U2的引腳15和芯片U2的引腳8均接地，芯片U2的引腳2接電機(jī)400M1的正極，芯片U2的引腳3接電機(jī)400M1的負(fù)極，芯片U2的引腳13接電機(jī)400M2的正極、芯片U2的引腳14接電機(jī)400M2的負(fù)極。BUS接口 P7的引腳1、2、3、4分別提供芯片U2的端口輸入信號。
[0054]主控模塊100通過GP10接口 P2的引腳27、28及BUS接口 P7的引腳1、2、3、4，將主控模塊100的控制信號通過芯片L298N對電機(jī)400M1、M2的轉(zhuǎn)速、方向進(jìn)行控制，從而實現(xiàn)對移動主體的轉(zhuǎn)輪500的運動狀態(tài)進(jìn)行控制，使智能機(jī)器人能夠自由地進(jìn)行前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)運動，在主控模塊100的控制下進(jìn)行障礙物避障或者進(jìn)行移動目標(biāo)的跟蹤。
[0055]本實施例中，紅外追蹤模塊600設(shè)置有五個型號V51838B的紅外傳感器H。該智能機(jī)器人沒有使用(XD圖像傳感器，采用主控模塊100的CAMERA接口 P1的引腳11、12、3、14、18、19作為五個紅外傳感器的信號引腳輸入，不使能上拉。具體的，紅外傳感器Η的信號引腳輸入端與CAMERA接口 P1的引腳1UCAMERA接口 P1的引腳12、CAMERA接口 P1的引腳13、CAMERA接口 P1的引腳18或者CAMERA接口 P1的引腳19對應(yīng)連接。
[0056]需要說明的是，對移動目前進(jìn)行跟蹤識別時，移動目標(biāo)內(nèi)會預(yù)先裝配有紅外發(fā)射管，移動目標(biāo)所攜帶的紅外發(fā)射管與該自主移動式智能機(jī)器人所設(shè)置的紅外傳感器相匹配，而且能夠進(jìn)行信號通信，二者形成紅外發(fā)射、接收管。
[0057]自主移動式智能機(jī)器人在移動過程中，進(jìn)行障礙物識別，具體通過如下方法進(jìn)行:
[0058]首先，在一個周期內(nèi)，通過超聲波測距模塊200進(jìn)行N次距離測量，3 < N < 6，且N為自然數(shù)，超聲波測距模塊200將所測得的結(jié)果輸入至主控模塊100 ;
[0059]主控模塊100判斷所測得的N次距離值之間的變化誤差，如果距離變化誤差在Scm內(nèi)，S為數(shù)值，S ( 10cm，則判定為靜態(tài)障礙物，進(jìn)入避障操作；如果所測得的距離之間的變化誤差大于Scm，則判定為動態(tài)障礙物，進(jìn)入目標(biāo)跟蹤操作。
[0060]避障操作具體是:
[0061]當(dāng)檢測到距離障礙物之間的距離小于安全距離時，主控模塊100輸出控制信號至所述電機(jī)控制模塊300，電機(jī)400進(jìn)行停止動作使移動主體靜止；
[0062]然后主控模塊100輸出控制信號至所述電機(jī)控制模塊300，所述電機(jī)控制模塊300控制電機(jī)400進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)動，使移動主體先后退一段距離然后右拐或者左拐，再繼續(xù)前進(jìn)；
[0063]在繼續(xù)前進(jìn)的過程中，重新判斷前進(jìn)方向前面是否存在障礙物，并判定障礙物類型、采取避障操作或者目標(biāo)跟蹤操作。
[0064]避障操作設(shè)置安全距離，當(dāng)障礙物與智能機(jī)器人之間的距離小于安全距離時，移動機(jī)器人就開始避障動作，這樣做的目的，是保證移動機(jī)器人可以有充足的時間和空間執(zhí)行避障動作。
[0065]在小于安全距離時，主控模塊100控制智能機(jī)器人先停止、再后退，然后進(jìn)行左轉(zhuǎn)或者有轉(zhuǎn)，然后前進(jìn)并在前進(jìn)中繼續(xù)檢測障礙物。
[0066]本實用新型的避障方式，機(jī)器人的移動軌跡圓滑，智能機(jī)器人的移動更加平穩(wěn)。
[0067]目標(biāo)跟蹤操作具體是:
[0068]紅外傳感器Η跟蹤移動障礙物，主控模塊100控制電機(jī)控制模塊300，電機(jī)控制模塊300控制電機(jī)400的運動，使得移動主體在保持安全距離的范圍內(nèi)，移動主體隨著移動障礙物的運動進(jìn)行行進(jìn)。
[0069]該移動機(jī)器人可以在位置環(huán)境下執(zhí)行移動操作，整個執(zhí)行任務(wù)的過程中，全程不需要人的干預(yù)，智能移動機(jī)器人完全憑借自己所安裝的各種類型的傳智能傳感器，實時采集、感知周邊環(huán)境，正確的識別出來障礙物的種類(靜態(tài)或動態(tài))，對于靜態(tài)障礙物，則執(zhí)行自主避障策略；若識別出來的是動態(tài)障礙物，則執(zhí)行跟蹤策略。本實用新型的智能移動機(jī)器人，雖然沒有使用CCD圖像傳感器，而是采用超聲波及紅外傳感器，但是同樣可以達(dá)到比較理想的效果，可以實現(xiàn)基于某個特征的移動目標(biāo)的跟蹤，或基于非特定移動目標(biāo)的跟蹤問題。
[0070]該自主移動式智能機(jī)器人，沒有采用現(xiàn)有技術(shù)中昂貴的(XD圖像傳感器，而是采用超聲波測距模塊200和紅外傳感器Η結(jié)合的技術(shù)進(jìn)行障礙物識別、障礙物避障及移動對象跟蹤，具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉的特點。
[0071]由于不需要對圖像進(jìn)行還原處理等操作，因此數(shù)據(jù)處理相對簡單，處理速度快，反應(yīng)迅速。
[0072]后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對本實用新型保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型作了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項】
1.一種自主移動式智能機(jī)器人，其特征在于:設(shè)置有移動主體、通過電機(jī)驅(qū)動的轉(zhuǎn)輪、電源管理模塊、一組以上的超聲波測距模塊、電機(jī)控制模塊和主控模塊； 所述轉(zhuǎn)輪裝配于所述移動主體，所述電源管理模塊、超聲波測距模塊、電機(jī)控制模塊和所述主控模塊設(shè)置于所述移動主體，所述電源管理模塊分別與所述超聲波測距模塊、主控模塊電連接，所述超聲波測距模塊與所述主控模塊連接，所述主控模塊與所述電機(jī)控制模塊連接，所述電機(jī)控制模塊與所述電機(jī)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自主移動式智能機(jī)器人，其特征在于:所述超聲波測距模塊設(shè)置于所述移動主體的正前方位置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自主移動式智能機(jī)器人，其特征在于:還設(shè)置有紅外追蹤模塊，所述紅外追蹤模塊與所述主控模塊電連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自主移動式智能機(jī)器人，其特征在于: 所述主控模塊設(shè)置有型號為TX2440A的芯片U1，芯片U1具有GP1接口 P2、CAMERA接口 P1 和 BUS 接口 P7 ; 所述超聲波測距模塊設(shè)置為型號HC-SR04的超聲波測距模塊； 所述電機(jī)控制模塊設(shè)置為型號L298N的芯片U2 ; 所述紅外追蹤模塊設(shè)置為多個型號V51838B的紅外傳感器Η ; 超聲波測距模塊的引腳TRIG與GP1接口 P2的引腳3、引腳5、引腳7或引腳9對應(yīng)連接，超聲波測距模塊的引腳ECHO與GP10接口 P2的引腳4、引腳6、引腳8或引腳10對應(yīng)連接； GP10接口 P2的引腳27與芯片U2的引腳6連接，P10接口 P2的引腳28與芯片U2的引腳11連接； BUS接口 P7的引腳2與芯片U2的引腳5連接，BUS接口 P7的引腳1與芯片U2的引腳7連接，BUS接口 P7的引腳4與芯片U2的引腳10連接，BUS接口 P7的引腳3與芯片U2的引腳12連接，芯片U2的引腳1、芯片U2的引腳15和芯片U2的引腳8均接地，芯片U2的引腳2接電機(jī)Ml的正極，芯片U2的引腳3接電機(jī)Ml的負(fù)極，芯片U2的引腳13接電機(jī)M2的正極、芯片U2的引腳14接電機(jī)M2的負(fù)極； 紅外傳感器Η的信號引腳輸入端與CAMERA接口 P1的引腳11、CAMERA接口 P1的引腳12、CAMERA接口 P1的引腳13、CAMERA接口 P1的引腳18或者CAMERA接口 P1的引腳19對應(yīng)連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自主移動式智能機(jī)器人，其特征在于:所述超聲波測距模塊設(shè)置為三個或者四個。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自主移動式智能機(jī)器人，其特征在于:所述紅外追蹤模塊設(shè)置有五個型號V51838B的紅外傳感器H。
【專利摘要】一種自主移動式智能機(jī)器人，設(shè)置有移動主體、通過電機(jī)驅(qū)動的轉(zhuǎn)輪、電源管理模塊、一組以上的超聲波測距模塊、電機(jī)控制模塊和主控模塊；所述轉(zhuǎn)輪裝配于所述移動主體，所述電源管理模塊、超聲波測距模塊、電機(jī)控制模塊和所述主控模塊設(shè)置于所述移動主體，所述電源管理模塊分別與所述超聲波測距模塊、主控模塊電連接，所述超聲波測距模塊與所述主控模塊連接，所述主控模塊與所述電機(jī)控制模塊連接，所述電機(jī)控制模塊與所述電機(jī)連接；還設(shè)置有紅外追蹤模塊，所述紅外追蹤模塊與所述主控模塊電連接。該自主移動式智能機(jī)器人具有成本低廉、數(shù)據(jù)處理簡單、反應(yīng)迅速的特點。
【IPC分類】G05D1/02
【公開號】CN204965183
【申請?zhí)枴緾N201520497483
【發(fā)明人】韓潔瓊, 陳錦明, 王俊權(quán), 袁業(yè)航, 吳梓凱
【申請人】仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年7月12日