基于slam地图测绘与声源定位系统的家庭服务机器人的制作方法

本实用新型属于机器人技术领域，涉及一种家庭服务机器人，具体是一种基于slam地图测绘与声源定位系统的家庭服务机器人。

背景技术：

伴随着我国经济快速发展，人民对于舒适生活的要求越来越迫切，同时，我国的老龄化问题加剧，独居老人和空巢老人越来越多，这些老人行动不便，平时在家里取用东西比较困难，这些问题都对如今的智能家庭服务机器人市场提出了更高的要求。

目前市场上的大多数家庭服务机器人也就是扫地机器人，只能完成比较简单的地面清扫任务，无法做到“应声而来”帮助人们运送东西。而在专利检索系统找到的授权号为cn205033224u的基于视觉的智能家居服务机器人只能完成家庭寻迹功能，也无法进行物品的运输，而申请号为cn201710749675.x的一种综合性的智能家居服务机器人，目前只是实现了多功能的清扫，同样不具备帮助人们进行物品运输的功能。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是提供一种基于slam地图测绘与声源定位系统的家庭服务机器人，能做到“应声而来”帮助人们运输东西，同时还具备防盗功能。

本实用新型为了实现上述目的所采用的技术方案是：

一种基于slam地图测绘与声源定位系统的家庭服务机器人，包括运动装置、支架系统、声源定位系统、slam激光雷达、控制系统、电源系统以及摄像头；其中，支架系统由底盘、中层板、上层板和小支撑板通过支杆拼接而成，运动装置、声源定位系统、slam激光雷达及控制系统的直流电机驱动板安装于支架系统的底盘上，控制系统的树梅派及电源系统的电池和稳压模块安装于支架系统的中层板，摄像头安装于支架系统的上层板，控制系统的gprs短信数据传输模块安装于小支撑板上。

运动装置包括运动轮、直流减速电机和万向轮，直流减速电机与运动轮和控制系统的直流电机驱动板连接，以控制运动轮前进和后退；运动轮、直流减速电机和万向轮固定在底盘的底部，所述的直流减速电机型号为n-f-0321。

声源定位系统包括语音识别模块、若干声音传感器和传感器支架，若干声音传感器分别固定在相应的传感器支架上安装于支架系统的底盘上部，朝向不同方向以接收不同方向的声音信号；所述的语音识别模块的型号为ld3320，所述的声音传感器型号为hh_05.04。

slam激光雷达采用rplidar-a1型号，对周围环境进行扫描，建立出所扫描区域的地形特征及物体分布的情况，并由树梅派可根据所绘制的地形图自动搜索前往目标地点的最短路径。

摄像头采用openmv摄像头，型号为openmv2m4，兼具有环境监控和人脸识别的功能，实时记录主人离家后进入房间的其他人员，当发现可疑人员时给指定的手机发送报警信息，并上传可疑人员的照片。

电源系统的电池采用可充电锂电池，稳压模块采用lm2930t-5.0型，利用slam激光雷达和声源定位系统自主完成充电功能。

控制系统的树莓派采用的型号为raspberrypi3modelb，直流电机驱动板型号为bts7960，gprs短信数据传输模块型号为dl6100。

本实用新型的有益效果是：综合利用摄像头、激光雷达、传感器及智能控制芯片，组合成智能家庭服务机器人，使得该机器人具备根据人的声音做到“应声而来”，帮助人们运输物体，并且能够提供监控、防盗及报警的功能。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型中支架系统的示意图；

图3是本实用新型中控制系统的示意图；

图4是本实用新型中运动装置的示意图；

图5是本实用新型中声源定位系统示意图；

图6是本实用新型中slam激光雷达的示意图；

图7是本实用新型中电源系统的示意图；

图8是本实用新型的电路连接图；

图9是本实用新型的控制流程图；

图中1、支架系统；2、控制系统；3、运动装置；4、声源定位系统；5、slam激光雷达；6、电源系统；7、摄像头；8、底盘；9、中层板；10、上层板；11、小支撑板；12、支杆；13、树莓派；14、gprs短信数据传输模块；15、直流电机驱动板；16、运动轮；17、直流减速电机；18、万向轮；19、声音传感器；20、语音识别模块；21、传感器支架；22、电池；23、稳压模块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

一种基于slam地图测绘与声源定位系统的家庭服务机器人，如图1所示，包括支架系统1、控制系统2、运动装置3、声源定位系统4、slam激光雷达5、电源系统6以及摄像头7。

所述的支架系统1如图2所示，由底盘8、中层板9、上层板10和小支撑板11通过支杆12拼接而成。

所述的控制系统2如图3所示，包括树莓派13、gprs短信数据传输模块14及直流电机驱动板15；其中，树莓派13安装于支架系统1的中层板9上，gprs短信数据传输模块14安装于支架系统1的小支撑板11上，直流电机驱动板15安装于支架系统1的底盘8上；所述控制系统的树莓派13采用的型号为raspberrypi3modelb，分别与gprs短信数据传输模块14和直流电机驱动板15连接，其中gprs短信数据传输模块14的型号为dl6100，直流电机驱动板15的型号为bts7960。

所述运动装置3如图4所示，包括运动轮16、直流减速电机17和万向轮18，直流减速电机17与运动轮16和控制系统2的直流电机驱动板15连接，以控制运动轮16的前进和后退；运动轮16、直流减速电机17和万向轮18固定在支架系统1的底盘8的底部，所述的直流减速电机14的型号为n-f-0321；

所述声源定位系统4如图5所示，由六个声音传感器19和一个语音识别模块20组成、六个声音传感器19分别固定在相应的传感器支架21上安装于支架系统1的底盘8上的四围，朝向不同方向以接收不同方向的声音信号；所述的语音识别模块20与声音传感器19连接，同时连接控制系统2的树莓派13，语音识别模块20安装在六个声音传感器19的中间，所述的声音传感器19的型号为hh_05.04，语音识别模块20的型号为ld3320，

所述slam激光雷达5采用rplidar-a1型号，如图6所示，安装于支架系统1的底盘8上，与控制系统2的树莓派13连接，对周围环境进行扫描，建立出所扫描区域的地形特征及物体分布的情况，并由控制系统2的树梅派13根据所绘制的地形图自动搜索前往目标地点的最短路径。

所述电源系统6包括电池22和稳压模块23，与控制系统2的树莓派13连接，为整个机器人供电，如图7所示，其中的电池22采用可充电锂电池，稳压模块23采用lm2930t-5.0型，利用声源定位系统4和slam激光雷达5并由控制系统2控制可自主完成充电功能。

所述摄像头7采用openmv摄像头，型号为openmv2m4，安装于支架系统1的上层板10，与控制系统2的树莓派13连接，兼具有环境监控和人脸识别的功能，实时记录主人离家后进入房间的其他人员，当发现可疑人员时通过树莓派13控制gprs短信数据传输模块14给指定的手机发送报警信息，并上传可疑人员的照片。

本实用新型所述机器人的整个电路连接如图8所示，其控制流程如图9，当主人在房间某处发出启动机器人的语音信号后，声源定位系统4的6个声音传感器19依次接收到声音信号，并将采集到的声音信号通过语音识别模块20传递给树莓派13，树莓派13根据6个声音传感器19接收信号的时间差计算出声源角度，通过slam激光雷达5对周围环境的扫描，构建出所扫面区域的地形特征，物体的分布情况，并根据d*动态路径规划算法，自动搜索前往目标地点的最短路径，最后控制系统2通过直流电机驱动板15控制机器人前往声源位置，完成“应声而来”的功能。