智能导览机器人的制作方法

本实用新型属于人工智能设备技术领域，尤其涉及一种智能导览机器人。

背景技术：

随着科技水平的不断提高，博物馆、展览等游览参观场所也逐渐开始通过引入人工智能设备(比如导览机器人)来为参观者提供智能导览服务，这样一方面提升了参观者的游览体验，另一方面也降低了人工解说成本。

然而，现有的导览机器人需要借助特定的辅助设备，比如轨道，磁条(或标识物)才能实现导航定位，这样便导致导览机器人的导航精度降低且无法实现自主行进。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种智能导览机器人，旨在解决现有技术中的导览机器人的导航精度低且无法实现自主行进的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种智能导览机器人，包括身躯组件和导航驱动装置，所述导航驱动装置包括箱体、驱动电机、两运动轮组、导航控制模组和导航传感器，所述身躯组件固定安装于所述箱体上，所述驱动电机固定安装于所述箱体上，两所述运动轮组分别可转动地安装于所述箱体的两侧并均与所述驱动电机的驱动轴传动连接，所述导航控制模组固定安装于所述箱体内并与所述驱动电机电性连接，所述导航传感器可拆卸地安装于所述箱体上端面的前端并与所述导航控制模组电性连接。

进一步地，所述导航驱动装置还包括辅助传感器，所述辅助传感器固定安装于所述箱体的后端并与所述导航控制模组电性连接。

进一步地，所述箱体的上端面的前端边缘凸起延伸形成有安装板，所述安装板上开设安装通腔，所述导航传感器可拆卸地安装于所述安装通腔内。

进一步地，所述安装通腔内设有装配件，所述装配件包括有横向装配板和两竖向连接板，两所述竖向连接板的上端延伸出所述安装通腔并分别朝向所述安装通腔的相对两边缘方向弯折并均通过锁紧螺栓可拆卸地安装于所述箱体的上端面，两所述竖向连接板的下端分别与所述横向装配板的两端固定连接，所述导航传感器可拆卸地安装于所述横向装配板上。

进一步地，两所述运动轮组均包括有主动轮和两从动轮，两所述主动轮分别可转动地安装于所述箱体的两侧并均与所述驱动电机的驱动轴传动连接，四个所述从动轮分别可转动地安装于所述箱体下端的四个角部。

进一步地，所述身躯组件包括头部件和躯干件，所述头部件安装于所述躯干件上，所述躯干件固定安装于所述箱体上。

进一步地，所述智能导览机器人还包括声源驱动装置，所述声源驱动装置包括转动电机、声音处理模组和若干拾音器，所述转动电机固定安装于所述躯干件内，且所述转动电机的驱动轴伸出所述躯干件并与所述头部件固定连接，所述声音处理模组固定安装于所述躯干件内并与所述转动电机电性连接，所述头部件和所述躯干件上均安装于有所述拾音器，各所述拾音器均与所述声音处理模块电性连接。

进一步地，所述智能导览机器人还包括数字标识读取装置，所述数字标识读取装置包括信号处理模组和若干识别器，所述信号处理模组固定安装于所述身躯组件内并与所述导航控制模组电性连接，所述头部件和所述躯干件上均安装于有所述识别器，各所述识别器均与所述信号处理模组电性连接。

进一步地，所述智能导览机器人还包括显示控制装置，所述显示控制装置固定安装于所述躯干件上，所述信号处理模组、所述声音处理模组和所述导航控制模组均与所述显示控制装置电性连接。

进一步地，所述箱体内固定安装有电池组，所述显示控制装置、所述信号处理模组、所述声音处理模组和所述导航控制模组均与所述电池组电性连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型的智能导览机器人，行进时，导航驱动装置的导航传感器采集其周围环境的各项参数并将其回传给导航控制模组，导航控制模组在接收到导航传感器所回传来的信号后，利用基于OpenCV和机器视觉技术的导航算法、基于Cartography导航算法、基于Gmapping导航算法或基于Hector导航算法进行运算处理后实现即时定位和地图构建。进而导航控制模组可根据其运算处理所得到的结果来控制驱动电机运行，驱动电机进而可驱动安设于导航驱动装置的箱体两侧的运动轮组转动。如此便实现了导览机器人不依托特定辅助设备而实现自行行进，同时也显著提升了导览机器人在行进过程中的导航精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的智能导览机器人的结构示意图一；

图2为本实用新型实施例提供的智能导览机器人的结构示意图二；

图3为本实用新型实施例提供的智能导览机器人的结构示意图三；

图4为本实用新型实施例提供的智能导览机器人的导航驱动装置的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

10—身躯组件 11—头部件 12—躯干件

13—拾音器 14—识别器 15—连接臂

20—导航驱动装置 21—箱体 22—运动轮组

23—导航控制模组 24—电池组 30—显示控制装置

211—安装板 212—安装通腔 213—装配件

214—竖向连接板 215—横向装配板 221—主动轮

222—从动轮 231—导航传感器 232—辅助传感器。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～4描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1～3所示，本实用新型实施例提供的智能导览机器人，包括身躯组件10和导航驱动装置20，导航驱动装置20包括箱体21、驱动电机(图未示)、两运动轮组22、导航控制模组23和导航传感器231，身躯组件10固定安装于箱体21上，驱动电机固定安装于箱体21上，两运动轮组22分别可转动地安装于箱体21的两侧并均与驱动电机的驱动轴传动连接，导航控制模组23固定安装于箱体21内并与驱动电机电性连接，导航传感器231可拆卸地安装于箱体21上端面的前端并与导航控制模组23电性连接。

本实用新型实施例的智能导览机器人，行进时，导航驱动装置20的导航传感器231采集其周围环境的各项参数并将其回传给导航控制模组23，导航控制模组23在接收到导航传感器231所回传来的信号后，利用例如基于OpenCV和机器视觉技术的导航算法、基于Cartography导航算法、基于Gmapping导航算法或基于Hector导航算法进行运算处理后实现即时定位和地图构建。进而导航控制模组23可根据其运算处理所得到的结果来控制驱动电机运行，驱动电机进而可驱动安设于导航驱动装置20的箱体21两侧的运动轮组22转动。如此便实现了导览机器人不依托特定辅助设备而实现自行行进，同时也显著提升了导览机器人在行进过程中的导航精度。同时，当导览机器人的前方存在有障碍物或游客时，导航控制模组23即可根据导航传感器231所回传来的信号进行判断并控制驱动电机停止运转，使得导览机器人停止前行。接下来，导航控制模组23即可根据导航传感器231所回传来的信号判断障碍物的类型，并根据不同类型的障碍物采取不同的应对措施。

进一步地，通过将导航传感器231可拆卸地安装于箱体21上端面的前端，这样导航传感器231前方的干扰其运行的导览机器人自身的零部件便能够显著减少，这样便能够使得导航传感器231的探测感知能力显著提高，回传的数据可靠性提升，从而进一步提升了智能导览机器人的导航精确性。

在本实施例中，如图2和图3所示，导航驱动装置20还包括辅助传感器232，辅助传感器232固定安装于箱体21的后端并与导航控制模组23电性连接。具体地，由于箱体21的后部安装有辅助传感器232，这样导航处理模组即可通过辅助传感器232回传的信号来判断智能导览机器人后部的障碍物或游客分布情况，这样当智能导览机器人需要倒行时，其即可避开后方的障碍物或游客，如此便进一步提升了智能导览机器人运行的安全性。

在本实施例中，如图1和图4所示，箱体21的上端面的前端边缘凸起延伸形成有安装板211，安装板211上开设安装通腔212，导航传感器231可拆卸地安装于安装通腔212内。具体地，通过在箱体21的上端面前端边缘凸起延伸的安装板211上开设安装通腔212，并将导航传感器231可拆卸地安装于安装通腔212内，如此导航传感器231的前方便完全不存在有导览机器人的其他部件，这样便进一步提高了导航传感器231所回传的数据的可靠性。

在本实施例中，如图4所示，安装通腔212内设有装配件213，装配件213包括有横向装配板215和两竖向连接板214，两竖向连接板214的上端延伸出安装通腔212并分别朝向安装通腔212的相对两边缘方向弯折并均通过锁紧螺栓可拆卸地安装于箱体21的上端面，两竖向连接板214的下端分别与横向装配板215的两端固定连接，导航传感器231可拆卸地安装于横向装配板215上。具体地，通过在安装通腔212内可拆卸地安装有装配件213，并使得导航传感器231可拆卸地安装于装配件213上，这样便实现了导航传感器231在安装通腔212内的固定，又由于导航传感器231可拆卸地安装于装配件213上，这样也意味着导航传感器231相对于箱体21实现了快拆块装，如此便提升了航传感器安装和维修保养的便利性。

进一步地，由于装配件213可拆卸地安装于安装通腔212内，这样也使得装配件213相对于箱体21实现了快拆块装，如此便提升了装配件213安装的便利性。同时，由于装配件213包括横向装配板215和两竖向连接板214，这样便使得装配件213的结构简单，易于制造，进而降低了其制造成本。

在本实施例中，如图1～2所示，两运动轮组22均包括有主动轮221和两从动轮222，两主动轮221分别可转动地安装于箱体21的两侧并均与驱动电机的驱动轴传动连接，四个从动轮222分别可转动地安装于箱体21下端的四个角部。具体地，通过使得两主动轮221可转动地安装于箱体21的两侧并与驱动电机传动连接。这样当两主动轮221接触地面并发生转动时，智能导览机器人便实现了在地面上行进。进一步地，由于四个从动轮222分别可转动地安装于箱体21下端的四个角部，这样便保证了导览机器人行进时的稳定性。

在本实施例中，如图1～3所示，身躯组件10包括头部件11和躯干件12，头部件11安装于躯干件12上，躯干件12固定安装于箱体21上。具体地，通过使得身躯组件10包括头部件11和躯干件12，这样便使得智能导览机器人更加拟人化，从而增加了其接触游客时的亲和力，这样也提升了游客的游览体验。

在本实施例中，如图1～2所示，智能导览机器人还包括声源驱动装置，声源驱动装置包括转动电机(图未示)、声音处理模组(图未示)和若干拾音器13，转动电机固定安装于躯干件12内，且转动电机的驱动轴伸出躯干件12并与头部件11固定连接，声音处理模组固定安装于躯干件12内并与转动电机电性连接，头部件11和躯干件12上均安装于有拾音器13，各拾音器13均与声音处理模块电性连接。具体地，当各拾音器13拾取到周围环境所发出的声音时，其可将其转化为电信号回传至声音处理模组，声音处理模组在收到电信号时，先记录电信号到达时间，之后对电信号进行前期处理，既也就是进行数字滤波降噪和回声消除处理。接下来，利用语音识别技术对电信号进行识别并判断，如判定电信号所对应的声音信号为预设的唤醒词，则向转动电机发出执行指令，转动电机在收到执行指令后即可使得驱动轴带动头部件11相对于躯干件12旋转，并使得头部件11朝向音源位置方向。如此便提升了智能导览机器人的人机交互性能。

进一步地，头部件11或躯干件12上还可设置若干与声音处理模组电性连接的扬声器(图未示)，声音处理模组在接收到拾音器13的电信号后可进行判断，当该电信号所对应的声音信号匹配为预设的需要回应音源的唤醒词时，声音处理模组即可向对应声源方向的扬声器发出指令，使得扬声器发出预设的回应语音或音乐。

优选地，各拾音器13可在头部件11或躯干件12上在其的一个平面或近似平面的弧面上沿直线间隔排布，各拾音器13的间隔距离保持一致，这样可保证各拾音器13在某一方向上都能采集到声音。同时，各拾音器13可在头部件11或躯干件12上在其外周呈环绕状均布，各拾音器13所围设形成的圆弧被各拾音器13分隔得到的各夹角的角度保持一致。这样可保证各拾音器13可实现对智能导览机器人四周的声音均匀采集。

在本实施例中，如图1～2所示，智能导览机器人还包括数字标识读取装置，数字标识读取装置包括信号处理模组(图未示)和若干识别器14，信号处理模组固定安装于身躯组件10内并与导航控制模组23电性连接，头部件11和躯干件12上均安装于有识别器14，各识别器14均与信号处理模组电性连接。具体地，当导览机器人行进过程中，导航传感器231持续将导航信息回传给导航控制模组23，导航控制模组23即可根据导航传感器231回传来的导航信息判断当前位置与预定位置是否一致，如果一致，各识别器14可对设于展览馆各处的数字标识(通常为条形码、二维码或基于RFID或NFC技术的数字标签)进行扫描或拍摄，并将结果回传给信号处理模组，信号处理模组还可将结果传导至的智能导览机器人上设有显示设备上，这样显示设备即可将数字标签内容转换为字幕或语音信息展示给游客。

在本实施例中，如图1～3所示，智能导览机器人还包括显示控制装置30，显示控制装置30固定安装于躯干件12上，信号处理模组、声音处理模组和导航控制模组23均与显示控制装置30电性连接。具体地，通过使得信号处理模组、声音处理模组和导航控制模组23均与显示控制装置30电性连接，这样一方面显示控制装置30可将信号处理模组、声音处理模组和导航控制模组23所传递来的信息展示给游客，另一方面游客还可通过显示控制装置30向信号处理模组、声音处理模组和导航控制模组23等模组以语音或字符的方式发送指令，这样便显著提升了智能导览机器人的人机交互性能。

进一步地，躯干件12的两侧均安装有连接臂15，两连接臂15背离躯干件12的一端分别与显示控制装置30的相对两端固定连接。具体地，通过在躯干件12的两侧设置连接臂15，并使得两连接臂15背离躯干件12的一端分别与显示控制装置30的相对两端固定连接，这样便能够呈现出智能导览机器人抱托有显示控制装置30的视觉效果，从而进一步加深了智能导览机器人拟人化程度。

在本实施例中，如图4所示，箱体21内固定安装有电池组24，显示控制装置30、信号处理模组、声音处理模组和导航控制模组23均与电池组24电性连接。如此，智能导览机器人即实现了独立为其内各用电器件供电，无需依托外界供电装置。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。