一种智能化导盲机器人及其导盲方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107390703A(43)申请公布日2017.11.24(21)申请号201710817955.X(22)申请日2017.09.12(71)申请人北京创享高科科技有限公司地址100000北京市丰台区东铁匠营顺一条8号9幢三层308室(72)发明人魏巍索明于长和吴少军索彪孙磊(74)专利代理机构天津市尚文知识产权代理有限公司12222代理人程昊(51)Int.Cl.G05D1/02(2006.01)权利要求书3页说明书6页附图2页(54)发明名称一种智能化导盲机器人及其导盲方法(57)摘要一种智能化导盲机器人，包括车体、驱动轮、雷达模块、相机模块及导盲连接杆；车体内部有智能化导盲机器人控制单元；其导盲方法中采用视觉ORB-SLAM的方式来对未知环境进行建图，利用三维点云信息来描述未知场景的地图信息；点云信息更加丰富，更有益于导盲机器人在未知环境中精确地定位。可以更加精确地对室外的交通信号灯，行人等目标进行识别定位，可以进一步地提升盲人的出行安全问题；结构简单，方便实用，实用性强。CN107390703ACN107390703A权利要求书1/3页1.一种智能化导盲机器人，其特征在于它包括车体（1）、驱动轮（2）、雷达模块（3）、相机模块（4）及导盲连接杆（6）；其中，所述车体（1）下方连接有驱动轮（2），其上方安装有雷达模块（3）、相机模块（4）和导盲连接杆（6）；所述车体（1）内有智能化导盲机器人控制单元；所述雷达模块（3）和相机模块（4）的输出端分别与智能化导盲机器人控制单元的输入端连接；所述智能化导盲机器人控制单元的输出端输出控制信号控制智能化导盲机器人的运动。2.根据权利要求1所述一种智能化导盲机器人，其特征在于所述导盲连接杆（6）安装在车体（1）的上方；所述导盲连接杆（6）与车体（1）之间有万向连接机构（5）；所述车体（1）下方连接有4个驱动轮（2），所述驱动轮（2）为四驱动力系统。3.根据权利要求1所述一种智能化导盲机器人，其特征在于所述相机模块（4）是双目相机结构；所述双目相机结构为双目立体视觉相机，基线范围应介于90~110mm之间，焦距介于2mm~3mm之间；所述雷达模块（3）是避障激光雷达结构；所述雷达模块（3）是360度激光雷达，可以探测到最大距离8米的障碍物，用于机器人的实时避障任务。4.根据权利要求1所述一种智能化导盲机器人，其特征在于所述车体（1）内部有智能化导盲机器人控制单元，是由上位机模块、下位机模块、电机模块、驱动模块、电源模块、陀螺仪模块、GPS模块及语音模块构成；所述上位机模块与下位机模块呈双相连接；所述上位机模块的输入端分别采集雷达模块（3）、相机模块（4）、语音模块、GPS模块的输入信号；所述下位机模块、上位机模块以及驱动模块均由电池模块供电；所述下位机模块的输入端采集陀螺仪模块的输出信号，及检测导盲机器人的姿态信息；其输出端输出驱动信号给驱动模块；所述驱动模块与电机模块连接，控制电机的启动与停止的运动状态。5.根据权利要求4所述一种智能化导盲机器人，其特征在于所述上位机模块是内部核心处理器为ARMcortex-A72的结构，安装了嵌入式Ubuntu16.04和ROSKinetic系统，其内部装有机器人导航算法，用于上位机模块、下位机模块、陀螺仪模块、GPS模块、语音模块、雷达模块以及相机模块间信息的传递，并可以对机器人导航算法进行离线处理；所述GPS模块接收千寻位置云服务提供的差分位置信号；所述电机是轮毂电机。6.根据权利要求4所述一种智能化导盲机器人，其特征在于所述语音模块与上位机模块相连，用于接收盲人发送的语音控制指令，语音模块依靠蓝牙与盲人携带的话筒相连，用于接收语音信息；所述相机模块（4）与车体（1）内的上位机模块相连，为其提供周围环境的图像信息；所述雷达模块（3）与上位机模块相连，用于完成机器人的实时避障任务；所述电源模块采用磷酸铁锂电池。7.根据权利要求2所述一种智能化导盲机器人，其特征在于所述导盲连接杆（6）上含有防滑把手7和盲文立体触感开关；所述导盲连接杆（6）的高度可调节，适应不同高度盲人用户使用，且调节方式简单易操作；所述防滑把手（7）可以提高盲人用户接触产品舒适度和强化触感便于盲人用户定位操作；所述盲文立体触感开关符合盲人用户生活行为逻辑，更方便盲人用户操作产品。8.一种智能化导盲机器人的导盲方法，其特征在于它包括以下步骤：（1）当盲人进行室外导盲任务时，智能化导盲机器人装置中控制单元的的GPS模块用于接收GPS卫星信号以及千寻位置云服务提供差分位置信号来实现亚米级的动态实时定位；2CN107390703A权利要求书2/3页（2）在进行导盲任务时，上位机模块内预装的ROSKinetic系