一种机器人感知系统及机器人的制作方法

本实用新型实施例涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人感知系统及机器人。

背景技术：

随着机器人技术的快速发展,机器人在和工业生产及生活服务中得到了广泛应用，因此，对于机器人智能化的要求越来越高。

传统的机器人通常功能单一，只为特定的场景和特定的功能定制，在使用上有较大的局限性，通用性较差，且存在一定的安全问题，严重制约了机器人的普及和智能化水平。

技术实现要素：

为了解决现有技术的上述技术问题，本实用新型提供一种机器人感知系统及机器人，通过多个传感器的设置，以实现多功能、智能化的机器人。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种机器人感知系统，包括定位模块、避障模块、监控模块、报警模块和中央处理器，所述定位模块、避障模块、监控模块以及报警模块分别与中央处理器相连；

所述定位模块包括至少两个传感器，用于采集机器人行进过程中的位置信息和位姿信息；

所述避障模块包括至少两个传感器，用于采集机器人行进过程中的障碍物信息；

所述监控模块包括至少两个传感器，用于采集机器人行进过程中的图像信息；

所述报警模块包括至少两个传感器，用于采集机器人行进过程中的环境信息；

所述中央处理器用于获取所述定位模块、避障模块、监控模块以及报警模块采集的信息并进行运算处理，根据处理结果向机器人下发控制指令。

可选的，所述定位模块至少包括：

GPS传感器，用于采集机器人的位置信息；

惯性测量单元，用于采集机器人的加速度和角速度信息；

二维激光雷达，用于采集平面环境信息。

可选的，所述避障模块至少包括：

三维激光雷达，用于采集空间环境信息；

深度相机，用于获取机器人行进方向中障碍物的高度及坡度；

飞行时间传感器，所用于获取机器人行进方向中障碍物的深度和宽度；

超声波传感器，用于获取设定区域内的物体和机器人之间的距离关系。

可选的，所述监控模块至少包括：

至少两个枪机，用于采集目标区域的图像信息；

球机，用于获取所述目标区域内的高清图像信息。

可选的，所述报警模块至少包括：

雨量传感器，用于采集机器人所处环境中的雨量信息；

温湿度传感器，用于采集机器人内部和外部的温度、湿度信息；

有害气体探测传感器，用于采集机器人所处环境中的有害气体信息。

可选的，所述系统还包括网络通讯模块，用于和后台建立通讯连接，向后台传送所述中央处理器的处理结果。

可选的，所述系统还包括运动控制模块，用于执行所述中央处理器下发的控制指令。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种机器人，该机器人包括机器人本体，还包括位于所述机器人本体内或机器人本体上的如本实用新型任一实施例所述的一种机器人感知系统。

本实用新型通过设置定位模块、避障模块、监控模块、报警模块以及中央处理器来组成机器人的感知系统，其中，定位模块、避障模块、监控模块以及报警模块分别包括至少两个传感器，机器人感知系统中多种传感器模块的设置，丰富了机器人的功能，提高了机器人的智能化水平。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的一种机器人感知系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的定位模块的结构示意图；

图3是本实用新型实施例一提供的避障模块的结构示意图；

图4是本实用新型实施例一提供的监控模块的结构示意图；

图5是本实用新型实施例一提供的报警模块的结构示意图；

图6是本实用新型实施例一提供的一种机器人感知系统的结构示意图；

图7为本实用新型实施例二提供的一种机器人的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

图1为本实用新型实施例一提供的一种机器人感知系统结构示意图，该机器人感知系统可应用在智能机器人中。参照图1，该机器人感知系统包括定位模块110、避障模块120、监控模块130、报警模块140和中央处理器150，上述定位模块110、避障模块120、监控模块130以及报警模块140分别与中央处理器150相连。

其中，定位模块110包括至少两个传感器，用于采集机器人行进过程中的位置信息和位姿信息。避障模块120包括至少两个传感器，用于采集机器人行进过程中的障碍物信息。监控模块130包括至少两个传感器，用于采集机器人行进过程中的图像信息。报警模块140包括至少两个传感器，用于采集机器人行进过程中的环境信息。中央处理器150用于获取定位模块避障模块监控模块以及报警模块采集的信息并进行运算处理，根据处理结果向机器人下发控制指令。采用多个传感器组成的机器人感知系统，使得机器人能够满足不同的功能需求，进一步提高机器人的智能化水平。

图2是本实用新型实施例一提供的定位模块结构示意图，参照图2，上述定位模块110至少包括GPS传感器111、惯性测量单元112及二维激光雷达113，其中，GPS传感器111用于采集机器人的位置信息，GPS传感器111可以直接获取机器人运动过程中的位姿信息。惯性测量单元(Inertial Measurement Unit，IMU)112用于采集机器人的加速度和角速度信息,通过对角速度进行一次积分得到器人行进过程中的角度信息，对加速度进行二次积分解算出机器人行进过程中的位姿信息，惯性测量单元112通过积分求解得到的机器人位姿信息精度高。二维激光雷达113，用于采集平面环境信息，通过扫描特征与地图进行匹配对机器人进行定位。通过结合上述三种传感器所采集到的数据来进行机器人行进过程中位姿信息的求解，具体的计算公式为x＝ω1x1+ω2x2+ω3x3，其中x为所要求解的机器人的实际位姿，x1为GPS传感器111求解得到的位姿，x2为惯性测量单元112求解得到的机器人位姿，x3为二维雷达113求解得到的机器人位姿，ω1，ω2，ω3分别为GPS传感器111、惯性测量单元112和二维激光雷达113的权重值，进一步的，该权重值依据传感器的协方差确定。结合多种传感器来对机器人行进过程中的位姿信息进行求解，提高了机器人的定位精度。

图3是本实用新型实施例一提供的避障模块结构示意图，参照图3，避障模块120至少包括三维激光雷达121、深度相机122、飞行时间传感器123和超声波传感器124。其中，三维激光雷121达用于采集空间环境信息，获取空间中物体和机器人之间的距离。深度相机122用于收集点云信息，获取机器人行进方向中障碍物的高度及坡度，具体的，此处障碍物为机器人行进方向中的物体。飞行时间(Time of Flight，TOF)传感器123用于收集距离信息，获取机器人行进方向障碍物的深度和宽度，具体的，此处障碍物可以是机器人行进过程中的坑。超声波传感器124，用于收集距离信息，获取设定区域内的物体和机器人之间的距离关系，具体的，上述设定区域可以为锥形区域。上述避障模块通过融合多个传感器，实现对机器人行进过程中障碍物信息的全面检测，保障了机器人运动的安全性。

图4是本实用新型实施例一提供的监控模块结构示意图，参照图4，上述监控模块130至少包括至少两个枪机131和球机132，枪机131的监控视野大，通过组合多个枪机131，可以实现对机器人的周围环境进行全方位的监控，并向后台实时传输所获取的图像信息。球机132可以进行360度的旋转，同时可对枪机131获取的图像信息进行缩放，能进一步获取高清的图像信息。采用枪球联动的监控系统，能够获取机器人行进过程大范围、高清晰度的图像信息，从而进行有效的监控，保障机器人运动的安全性。

图5是本实用新型实施例一提供的报警模块结构示意图，参照图5，上述报警模块140至少包括雨量传感器141、温湿度传感器142、有害气体探测传感器143。雨量传感器141用于采集机器人所处环境中的雨量信息，具体的，用于采集降雨量和降雨强度信息，并将采集到的雨量信息实时向后台传输，通过将采集到的雨量信息和预设的降雨量和降雨强度的阈值进行比较，在采集到的雨量信息超过设定阈值时，控制机器人返回室内。温湿度传感器142用于采集机器人内部和外部的温度、湿度信息，并将采集到的温湿度的信息和设定的温度阈值和湿度阈值进行比较，若采集到的温湿度信息超过设定阈值时，自动向后台进行报警。有害气体传感器143，用于采集机器人所处环境中的有害气体信息，当检测到有害气体存在时，自动向后台进行报警。多种传感器的设置，实现了机器人运动过程中环境信息的全方位检测，进一步保障了机器人运动的安全性。

参见图6，该机器人感知系统还包括网络通讯模块160、运动控制模块170和后台，上述网络通讯模块160用于和后台180建立通讯连接，向后台180传送中央处理器的处理结果，上述运动控制模块170用于执行中央处理器下发的控制指令，上述后台通过网络通讯模块接收各个模块所采集到的信息。

实施例二

参见图7，本实施例提供了一种机器人2，该机器人2包括机器人本体21，还包括位于机器人本体内或机器人本体上的如上述的机器人感知系统22。该机器人2通过采用多种传感器组成的感知系统，使得机器人能够满足不同的需求，功能更强大，模块化的设计有利于新功能的增加，能够减少开发时间，为机器人的普及提供便利。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。