自主移动式智能机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能机器人技术领域，特别是涉及一种自主移动式智能机器人。
【背景技术】
[0002]移动目标跟踪技术是智能机器人领域的重要问题之一，它广泛应用于智能交通、人体行为识别、智能监控系统等领域，不仅实现了人们的智能生活，也解决了在某些恶劣环境下人体无法作业的问题。虽然相关研宄已经数十年的历史，但这个问题目前仍然是计算机视觉、模式识别、特别是机器人领域的一个研宄热点。近几年来，随着运动人体跟踪技术在服务型机器人、反恐机器人等领域的广泛应用的发展，移动目标跟踪技术逐渐成为计算机视觉领域中最为前沿的研宄方向之一。近年来，许多学者通过提取多种目标描述特征或融合多传感器信息的方法提高复杂环境下机器人目标跟踪的精度。多采用立体视觉系统，通过恢复场景三维信息为系统提供目标的有效位置，同时受光照等环境因素影响小，因此广泛应用于一些复杂的跟踪算法中，目前在跟踪移动目标的算法中，多数是借助于CCD图像传感器进行的。
[0003]C⑶图像传感器特有的工艺，具有低照度效果好、信噪比高、通透感强、色彩还原能力佳等优点，在交通、医疗等高端领域中广泛应用。移动机器人目标识别与跟踪智能系统，目前多数借助于CCD图像传感器来完成目标的识别、定位、跟踪的功能，CCD图像传感器虽然功能强大，但是成本也较高，同时图像采集、识别和处理的算法也相对比较复杂。
[0004]因此，针对现有技术不足，提供一种成本低廉、数据处理简单、反应迅速的自主移动式智能机器人以克服现有技术不足甚为必要。
[0005]
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种自主移动式智能机器人，该自主移动式智能机器人具有成本低廉、数据处理简单、反应迅速的特点。
[0007]本发明的上述目的通过以下技术措施实现:
一种自主移动式智能机器人，设置有移动主体、通过电机驱动的转轮、电源管理模块、一组以上的超声波测距模块、电机控制模块和主控模块；
所述转轮装配于所述移动主体，所述电源管理模块、超声波测距模块、电机控制模块和所述主控模块设置于所述移动主体，所述电源管理模块分别与所述超声波测距模块、主控模块电连接，所述超声波测距模块与所述主控模块连接，所述主控模块与所述电机控制模块连接，所述电机控制模块与所述电机连接；
所述超声波测距模块探测移动主体距离障碍物的距离，并将所探测的信息输送至主控模块，主控模块输出控制信号至所述电机控制模块，通过电机控制模块控制电机的运动，从而控制转轮的速度和方向，实现对移动主体运动路径的控制。
[0008]上述超声波测距模块设置于所述移动主体的正前方位置。
[0009]上述自主移动式智能机器人还设置有红外追踪模块，所述红外追踪模块与所述主控模块电连接。
[0010]优选的，上述主控模块设置有型号为TX2440A的芯片U1，芯片Ul具有GP1接口P2、CAMERA 接口 Pl 和 BUS 接口 P7 ;
所述超声波测距模块设置为型号HC-SR04的超声波测距模块；
所述电机控制模块设置为型号L298N的芯片U2 ;
所述红外追踪模块设置为多个型号V51838B的红外传感器H ；
超声波测距模块的引脚TRIG与GP1接P P2的引脚3、引脚5、引脚7或引脚9对应连接，超声波测距模块的引脚ECHO与GP1接口 P2的引脚4、引脚6、引脚8或引脚10对应连接；
GP1接口 P2的引脚27与芯片U2的引脚6连接，P1接口 P2的引脚28与芯片U2的引脚11连接；
BUS接口 P7的引脚2与芯片U2的引脚5连接，BUS接口 P7的引脚I与芯片U2的引脚7连接，BUS接口 P7的引脚4与芯片U2的引脚10连接，BUS接口 P7的引脚3与芯片U2的引脚12连接，芯片U2的引脚1、芯片U2的引脚15和芯片U2的引脚8均接地，芯片U2的引脚2接电机Ml的正极，芯片U2的引脚3接电机Ml的负极，芯片U2的引脚13接电机M2的正极、芯片U2的引脚14接电机M2的负极；
红外传感器H的信号引脚输入端与CAMERA接口 Pl的引脚11、CAMERA接口 Pl的引脚
12、CAMERA接口 Pl的引脚13、CAMERA接口 Pl的引脚18或者CAMERA接口 Pl的引脚19对应连接。
[0011]优选的，自主移动式智能机器人在移动过程中，进行障碍物识别，具体通过如下方法进行:
首先，在一个周期内，通过超声波测距模块进行N次距离测量，3<N<6，且N为自然数，超声波测距模块将所测得的结果输入至所述主控模块；
主控模块判断所测得的N次距离值之间的变化误差，如果距离变化误差在Scm内，S为数值，S ( 10cm，则判定为静态障碍物，进入避障操作；如果所测得的距离之间的变化误差大于Scm，则判定为动态障碍物，进入目标跟踪操作。
[0012]所述避障操作具体是:
当检测到距离障碍物之间的距离小于安全距离时，主控模块输出控制信号至所述电机控制模块，电机进行停止动作使移动主体静止；
然后主控模块输出控制信号至所述电机控制模块，所述电机控制模块控制电机进行相应转动，使移动主体先后退一段距离然后右拐或者左拐，再继续前进；
在继续前进的过程中，重新判断前进方向前面是否存在障碍物，并判定障碍物类型、采取避障操作或者目标跟踪操作。
[0013]所述目标跟踪操作具体是:
红外传感器H跟踪移动障碍物，主控模块控制电机控制模块，电机控制模块控制电机的运动，使得移动主体在保持安全距离的范围内，移动主体随着移动障碍物的运动进行行进。
[0014]优选的，上述超声波测距模块设置为三个或者四个。
[0015]优选的，上述红外追踪模块设置有五个型号V51838B的红外传感器H。
[0016]本发明的一种自主移动式智能机器人，设置有移动主体、通过电机驱动的转轮、电源管理模块、一组以上的超声波测距模块、电机控制模块和主控模块；所述转轮装配于所述移动主体，所述电源管理模块、超声波测距模块、电机控制模块和所述主控模块设置于所述移动主体，所述电源管理模块分别与所述超声波测距模块、主控模块电连接，所述超声波测距模块与所述主控模块连接，所述主控模块与所述电机控制模块连接，所述电机控制模块与所述电机连接；所述超声波测距模块探测移动主体距离障碍物的距离，并将所探测的信息输送至主控模块，主控模块输出控制信号至所述电机控制模块，通过电机控制模块控制电机的运动，从而控制转轮的速度和方向，实现对移动主体运动路径的控制。该自主移动式智能机器人采用超声波测距模块进行障碍物距离测定，通过主控模块输出控制信号至电机控制模块，通过电机控制模块控制电机的运转从而实现对转轮运动状态的控制，具有成本低廉、数据处理简单、反应迅速的特点。
【附图说明】
[0017]结合附图对本发明作进一步的描述，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
[0018]图1是本发明一种自主移动式智能机器人的结构示意图。
[0019]图2是本发明自主移动式智能机器人主控模块芯片Ul的GP1接口 P2的结构示意图。
[0020]图3是本发明自主移动式智能机器人主控模块芯片Ul的BUS接口 P7的结构示意图。
[0021]图4是本发明自主移动式智能机器人主控模块芯片Ul的CAMERA接口 Pl的结构示意图。
[0022]图5是本发明自主移动式智能机器人的GP1接口 P2与三组超声波测距模块的连接示意图。
[0023]图6是本发明自主移动式智能机器人的电机控制模块的电路图。
[0024]图7是本发明自主移动式智能机器人的CAMERA接口 Pl与五个红外追踪模块的连接示意图。
[0025]
[0026]在图1至图7中，包括:
主控模块100、超声波测距模块200、电机控制模块300、
电机400、转轮500、红外追踪模块600、电源管理模块700。
【具体实施方式】
[0027]结合以下实施例对本发明作进一步描述。
[0028]实施例1。
[0029]一种自主移动式智能机器人，如图1所示，设置有移动主体、通过电机400驱动的转轮500、电源管理模块700、一组以上的超声波测距模块200、电机控制模块300和主控模块 100。
[0030]转轮500装配于移动主体，电源管理模块700、超声波测距模块200、电机控制模块300和主控模块100设置于移动主体，电源管理模块700分别与超声波测距模块200、主控模块100电连接，超声波测距模块200与主控模块100连接，主控模块100与电机控制模块300连接，电机控制模块300与电机400连接。
[0031]超声波测距模块200探测移动主体距离障碍物的距离，并将所探测的信息输送至主控模块100，主控模块100输出控制信号至电机控制模块300，通过电机控制模块300控制电机400的运动，从而控制转轮500的速度和方向，实现对移动主体运动路径的控制。
[0032]具体的，超声波测距模块200设置于移动主体的正前方位置，以提高超声波测距装置对前方障碍物的识别。为了提高精度，可以设置多组超声波测距模块200，优选设置为三个或者四个，以在多个位置同时接收信号，实现移动主体能够更快、更稳、更安全地避开任意方向的障碍物。该自主移动式智能机器人还设置有红外追踪模块600，红外追踪模块600与主控模块100电连接。通过红外追踪模块600，可以对前方的目标移动物进行跟踪。
[0033]具体的，主控模块100设置有型号为TX2440A的芯片U1，芯片Ul具有GP1接口P2、CAMERA接口 Pl和BUS接口 P7，如图2、图3、图4所示。
[0034]超声波测距模块200设置为型号HC-SR04的超声波测距模块200，电机控制模块300设置为型号L298N的芯片U2，红外追踪模块600设置为多个型号V51838B的红外传感器H。
[0035]超声波测距模块200的引脚TRIG与GP1接P P2的引脚3、引脚5、引脚7或引脚9对应连接，超声波测距模块200的引脚ECHO与GP1接口 P2的引脚4、引脚6、引脚8或引脚10对应连接。GP1接口 P2的引脚3、引脚5、引脚7或引脚9与对应的超声波测距模块200的触发信号输入引脚TRIG连接，以触发对应的超声波测距模块200进行前方障碍物距离检测，超声波测距模块200的回应信号引脚ECHO输入至GP1接口 P2的引脚4、引脚6、引脚8或引脚10，主控模块100根据超声波测距模块200检测的信号进行障碍物距