专利名称：导游机器人的自主导航系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种导游机器人的自主导航系统，属于移动机器人技术领域。
背景技术：
对于博物馆、科技馆、展览馆等场所，所展示的内容一般专业性都很强，如果没有讲解，普通游客只能走马观花。但是这些地方每天的人流量都非常大，有限的讲解员不能承担这么大的工作量。因此人们考虑采用导游机器人来完成这样的工作。但是目前移动机器人的技术水平还不能完全解决机器人的自定位问题，也就是说机器人无法完全精确确定自己在工作环境中的位置，同时无法面对动态、复杂的工作环境。因此目前的导游机器人的功能定位还比较低，只能实现有限的工作，主要设置在场馆的入口位置，承担迎宾和介绍场馆分布的任务
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种导游机器人的自主导航系统，设置了工作路径识别的路径识别模块和工作地点识别的节点识别模块，机器人可以沿着设定路线前进，到达节点位置就进行讲解和介绍。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是: 导游机器人的自主导航系统，包括提供稳定电源的电源管理模块，进行集中处理的控制器，进行状态显示和界面操作的人机界面模块，进行自由移动的行走驱动模块，进行障碍物检测以避免碰撞的障碍物检测模块，进行语音播放和语音指令识别的语音模块，以及与充电装置进行充电连接的充电对接装置，所述的人机界面模块，行走驱动模块、语音模块和充电对接装置与所述的控制器连接，还包括进行工作路径识别的路径识别模块，所述的路径识别模块与所述的控制器连接；进行工作地点识别的节点识别模块，所述的节点识别模块与所述的控制器连接。
所述的路径识别模块设置为摄像机模块，可识别地面的图形或者颜色。
所述的路径识别模块设置为金属导线识别模块，可以识别埋在地面上的金属导线。
所述的节点识别模块，设置磁感应识别装置，识别采用磁铁，磁钢和磁条设置的节点特征。
所述的节点识别模块，设置红外识别装置，识别采用红外线设置的节点特征。
本发明的有益效果主要表现在:1、可识别工作路径和工作节点，顺利完成导游任务；2、对系统性能要求不高，可行性高。
图1是导游机器人的自主导航系统的工作示意图； 图2是导游机器人的自主导航系统的系统框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1 一 2，导游机器人的自主导航系统，包括提供稳定电源的电源管理模块3，进行集中处理的控制器2，进行状态显示和界面操作的人机界面模块4，进行自由移动的行走驱动模块5，进行障碍物检测以避免碰撞的障碍物检测模块6，进行语音播放和语音指令识别的语音模块9，以及与充电装置进行充电连接的充电对接装置10，所述的人机界面模块4，行走驱动模块5、语音模块9和充电对接装置10与所述的控制器2连接。
所述的控制器2具有运算、控制功能，内部设置程序存储器和数据存储器，可放置预先编写的程序。
所述的电源管理模块3包括可充电电池，为系统提供电压稳定的电源，还负责进行充电管理，即实时检测电池电压，如果电压不足立即通知所述的控制器2进行充电；充电过程中，所述的电源管理模块3进行充电控制，负责控制充电电流和充电结束判断。
所述的人机界面模块4负责进行状态显示和用户指令的输入，可设置输入设备，比如键盘、触摸屏；输出设备可设置IXD显示屏、蜂鸣器、LED灯。
所述的行走驱动模块5用于控制左驱动电机和右驱动电机的旋转方向和旋转速度。所述的左驱动电机和右驱动电机带动两个驱动轮旋转，从而驱动所述的导游机器人I以任意轨迹移动。
所述的障碍物检测模块6负责检测工作环境的障碍物情况，用于所述的导游机器人I的路径规划和避障。所述的障碍物检测模块6可采用超声波传感器组成超声波障碍物检测装置，也可采用红外测距传感器组成红外障碍物检测装置，或者采用两种传感器进行组合。
所述的语音模块9设置语音合成模块和语音识别模块，所述的语音合成模块用于生成与展览内容相关的语音讲解内容，所述的语音识别模块用于进行简单语音指令的识别。
所述的充电对接装置10用于在所述的可充电电池用尽以后，与外部充电电源进行连接的设备。
还包括进行工作路径识别的路径识别模块7，所述的路径识别模块7与所述的控制器2连接。由于现有技术水平，还不能实现所述的导游机器人I在复杂、动态环境中自主导航，因此需要给所述的导游机器人I设置固定的工作路径。
可以铺设固定颜色的橡胶带或者布带，也可以喷、涂固定颜色的带状油漆，形成固定模式的色带，从而确定所述的导游机器人I的工作路径。因此，所述的路径识别模块7设置为摄像机模块，可识别地面的图形或者颜色。所述的摄像机模块拍摄地面的图像，并进行处理，提取其中的色带，根据色带在图像中的位置和角度，所述的导游机器人I调整自己的行走方向。
也可以在地面铺设金属导线，以金属导线作为所述的导游机器人I的工作路径。因此所述的路径识别模块7设置为金属导线识别模块，可以识别埋在地面上的金属导线。所述的导游机器人I根据所述的金属导线识别模块的输出数据，调整自己的行走方向。
还包括进行工作地点识别的节点识别模块8，所述的节点识别模块8与所述的控制器2连接。所述的工作节点也就是指需要所述的导游机器人I停下来进行现场讲解或者介绍的地点。为了让所述的导游机器人I检测到工作路线上每个工作节点的位置，需要在工作节点上设置特征标志。
可以在所述的工作节点上设置磁铁，磁钢或者磁条作为特征标志，因此所述的节点识别模块8设置为磁感应识别装置。当所述的导游机器人I经过所述的工作节点时，所述的节点识别模块8输出有效信号给所述的控制器2。
也可以在所述的工作节点上设置红外发射装置作为特征标志，因此所述的节点识别模块8设置为红外识别装置。当所述的导游机器人I经过所述的工作节点时，所述的节点识别模块8输出有效信号给所述的控制器2。
综上所述，本发明提供一种导游机器人的自主导航系统，设置了进行工作路径识别的路径识别模块和工作地点识别的节点识别模块，机器人可以沿着设定工作路线前进，到达节点位置就进行讲解和介绍。因此，该系统可以可靠实现工作路径和工作节点的识别，顺利完成导游任务，并且对系统性能要求不高，可行性高，成本低。
权利要求
1.导游机器人的自主导航系统，包括提供稳定电源的电源管理模块，进行集中处理的控制器，进行状态显示和界面操作的人机界面模块，进行自由移动的行走驱动模块，进行障碍物检测以避免碰撞的障碍物检测模块，进行语音播放和语音指令识别的语音模块，以及与充电装置进行充电连接的充电对接装置，所述的人机界面模块，行走驱动模块、语音模块和充电对接装置与所述的控制器连接，其特征在于:还包括进行工作路径识别的路径识别模块，所述的路径识别模块与所述的控制器连接；进行工作地点识别的节点识别模块，所述的节点识别模块与所述的控制器连接。
2.如权利要求1所述的导游机器人的自主导航系统，其特征在于:所述的路径识别模块设置为摄像机模块，可识别地面的图形或者颜色。
3.如权利要求1所述的导游机器人的自主导航系统，其特征在于:所述的路径识别模块设置为金属导线识别模块，可以识别埋在地面上的金属导线。
4.如权利要求1所述的导游机器人的自主导航系统，其特征在于:所述的节点识别模块，设置磁感应识别装置，识别采用磁铁，磁钢或者磁条设置的节点特征。
5.如权利要求1所述的导游机器人的自主导航系统，其特征在于:所述的节点识别模块，设置红外识别装置，识别采用红外线设置的节点特征。
全文摘要
公开一种导游机器人的自主导航系统，包括电源管理模块，控制器，进行状态显示和界面操作的人机界面模块，进行自由移动的行走驱动模块，进行障碍物检测以避免碰撞的障碍物检测模块，进行语音播放和语音指令识别的语音模块，以及与充电装置进行充电连接的充电对接装置，所述的人机界面模块，行走驱动模块、语音模块和充电对接装置与所述的控制器连接，还包括进行工作路径识别的路径识别模块，所述的路径识别模块与所述的控制器连接，进行工作地点识别的节点识别模块，所述的节点识别模块与所述的控制器连接。所述的路径识别模块设置为摄像机模块，或者设置为金属导线识别模块。所述的节点识别模块，设置磁感应识别装置，或者设置红外识别装置。
文档编号G05D1/02GK103163885SQ20131006048
公开日2013年6月19日 申请日期2013年2月27日 优先权日2013年2月27日
发明者程晓东, 刘瑜, 方曙光 申请人:慈溪迈思特电子科技有限公司