导游机器人的自主导航系统的制作方法
【专利摘要】公开一种导游机器人的自主导航系统，包括电源管理模块，微控器，人机界面模块，行走驱动模块，语音识别与合成模块，所述的行走驱动模块控制左驱动电机和右驱动电机的旋转方向和旋转速度，所述的左驱动电机上安装左编码器，所述的右驱动电机上安装右编码器，还包括与所述的微控器连接的障碍物检测模块，双编码器定位模块，进行旋转角度计算的电子陀螺仪和用于判断充电站位置的充电站识别模块。所述的障碍物检测模块设置超声波障碍物检测装置，或者红外障碍物检测装置。所述的双编码器定位模块连接所述的左编码器和右编码器。所述的充电站识别模块，设置磁感应识别装置，或者红外识别装置。
【专利说明】导游机器人的自主导航系统
【技术领域】
[0001]本实用新型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】
[0002]在一些特殊的场合，比如广场、展览馆、博物馆、科技馆、商店和旅游场所等地方，人员并不密集，工作环境固定，机器人可以承担部分导游的工作，进行简单固定的引导和解说工作。这样不仅可以减少服务人员的数量，而且可以增加科技元素和趣味性，吸引」L童和青少年的参与。
[0003]为了完成这项工作，需要导游机器人能够检测障碍物，避免发生碰撞，能够确定自身位置，进行基于任务的路径规划，能够与人进行人机交互，可以识别语音并模仿人类说话。为了使导游机器人可以自己移动，需要采用可充电电池提供电源，而不是交流电源。当导游机器人检测到可充电电池的电量接近耗尽时，能够识别充电站的位置，并回到充电站补充电力。
【发明内容】
[0004]本实用新型提供一种导游机器人的自主导航系统，包括障碍物检测模块、双编码器定位模块、电子陀螺仪和充电站识别装置，可引导导游机器人自主完成任务。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]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，进行集中处理的微控器，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，可识别语音信号并合成输出语音信号的语音识别与合成模块，所述的行走驱动模块控制左驱动电机和右驱动电机的旋转方向和旋转速度，所述的左驱动电机上安装左编码器，所述的右驱动电机上安装右编码器，所述的人机界面模块、行走驱动模块和语音识别与合成模块与所述的微控器连接，还包括进行环境障碍物检测的障碍物检测模块，所述的障碍物检测模块与所述的微控器连接；进行小范围自定位的双编码器定位模块，所述的双编码器定位模块与所述的微控器连接；还包括进行旋转角度计算的电子陀螺仪，所述的电子陀螺仪与所述的微控器连接；还包括用于判断充电站位置的充电站识别模块，所述的充电站识别模块与所述的微控器连接。
[0007]所述的障碍物检测模块设置超声波障碍物检测装置。
[0008]所述的障碍物检测模块设置红外障碍物检测装置。
[0009]所述的双编码器定位模块连接所述的左编码器和右编码器。
[0010]所述的充电站识别模块，设置磁感应识别装置，识别采用磁铁，磁钢和磁条标记的充电站位置。
[0011]所述的充电站识别模块，设置红外识别装置，识别采用红外线标记的充电站位置。
[0012]本实用新型的有益效果主要表现在:1、可检测障碍物，避免碰撞；2、多种定位方式进行组合，能更加有效地定位自身位置；3、可识别充电站位置，自主回归充电。【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是导游机器人的自主导航系统的系统框图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
[0015]参照图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2，进 行集中处理的微控器1，进行状态显示和界面操作的人机界面模块3，进行自由移动的行走 驱动模块4，可识别语音信号并合成输出语音信号的语音识别与合成模块5，所述的行走驱 动模块4控制左驱动电机和右驱动电机的旋转方向和旋转速度，所述的左驱动电机上安装 左编码器，所述的右驱动电机上安装右编码器，所述的人机界面模块3、行走驱动模块4和 语音识别与合成模块5与所述的微控器I连接。
[0016]所述的电源管理模块2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，如果电压不足立即进行回归充电；充电过程中，所述的电源管理模块2进 行充电控制，负责控制充电电流和判断充电结束。
[0017]所述的人机界面模块3负责进行用户指令的输入和图形方式的状态显示。
[0018]所述的行走驱动模块4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，从而驱动导游机器人以任意轨 迹移动。所述的左驱动电机上安装左编码器，所述的右驱动电机上安装右编码器。
[0019]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，用于导游机器人的路 径规划和避障。所述的障碍物检测模块6与所述的微控器I连接，由所述的微控器I进行 控制。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。
[0020]还包括进行小范围自定位的双编码器定位模块7，所述的双编码器定位模块7与 所述的微控器I连接。所述的双编码器定位模块7连接所述的左编码器和右编码器，作为 信号的输入，不断累计左驱动电机和右驱动电机的旋转圈数，从而计算导游机器人的行走 距离和旋转角度。但是这种方式会不断累计舍入误差，并且当导游机器人的驱动轮发生打 滑的时候定位误差会迅速恶化，导致严重的定位错误。为了弥补所述的双编码器定位模块 7自身的累计误差和打滑引起的误差，还包括进行旋转角度计算的电子陀螺仪8，所述的电 子陀螺仪8与所述的微控器I连接。所述的电子陀螺仪8累计计算机器人的旋转角度，可 校正所述的双编码器定位模块7的误差。
[0021]还包括用于判断充电站位置的充电站识别模块9，所述的充电站识别模块9与所 述的微控器I连接。充电站是导游机器人给可充电电池冲电的地方，当导游机器人发现电 池电量将要耗尽的时候，需要尽快回到充电站进行充电；当导游机器人检测到起充电站的 位置标记信号，应立即原地调整方位进行对接充电。所述的充电站识别模块9，设置磁感应 识别装置，识别采用磁铁，磁钢和磁条标记的充电站位置，当所述的电站识别模块9检测到 磁信号以后，就确定了充电站的位置。也设置设置红外识别装置，识别采用红外线标记的充 电站位置。或者两种信号的组合。
【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 微控器，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，可识别 语音信号并合成输出语音信号的语音识别与合成模块，所述的行走驱动模块控制左驱动电 机和右驱动电机的旋转方向和旋转速度，所述的左驱动电机上安装左编码器，所述的右驱 动电机上安装右编码器，所述的人机界面模块、行走驱动模块和语音识别与合成模块与所 述的微控器连接，其特征在于:还包括进行环境障碍物检测的障碍物检测模块，所述的障碍 物检测模块与所述的微控器连接；进行小范围自定位的双编码器定位模块，所述的双编码 器定位模块与所述的微控器连接；还包括进行旋转角度计算的电子陀螺仪，所述的电子陀 螺仪与所述的微控器连接；还包括用于判断充电站位置的充电站识别模块，所述的充电站 识别模块与所述的微控器连接。
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:所述的障碍物检测 模块设置超声波障碍物检测装置。
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:所述的障碍物检测 模块设置红外障碍物检测装置。
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:所述的双编码器定 位模块连接所述的左编码器和右编码器。
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:所述的充电站识别 模块，设置磁感应识别装置，识别采用磁铁，磁钢和磁条标记的充电站位置。
6.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:所述的充电站识别 模块，设置红外识别装置，识别采用红外线标记的充电站位置。
【文档编号】G05D1/02GK203444334SQ201320551799
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年8月30日 优先权日:2013年8月30日
【发明者】杜慧江, 陆溪, 刘瑜 申请人:浙江理工大学