一种智能娱乐移动机器人.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101954191A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101954191A(43)申请公布日2011.01.26(21)申请号201010262195.9(22)申请日2010.08.25(71)申请人颜小洋地址214174江苏省无锡市惠山区堰桥街道西漳天一街56号(72)发明人颜小洋蒲志强余意(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332代理人冯铁惠(51)Int.Cl.A63G25/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种智能娱乐移动机器人(57)摘要本发明公开一种智能娱乐移动机器人，车架前部两侧安装两个导向轮，后部两侧安装两个驱动轮，通过带有减速器的驱动电机驱动，还包括为整机提供电力的电源模块、监测模块，人机交互模块，通信模块，主控制模块、运动控制模块，采用光电位姿传感器与基于红外标签的移动视觉定位方式相结合的方法进行定位控制，一方面解决现有游乐设施智能化水平低下、设备功能单一、安全系数低的问题；另一方面解决目前移动机器人研究技术中机器人负载能力差、造价高昂而难以商业推广的问题。CN10954ACN101954191A权利要求书1/1页1.一种智能娱乐移动机器人，包括：车架，分别安装于所述车架前部两侧的两个导向轮，分别安装于所述车架后部两侧的两个驱动轮，与两个所述驱动轮分别连接的带有减速器的驱动电机，为整机提供电力的电源模块，其特征在于，还包括：监测模块，与主控制模块连接，用于监测环境信息，并将所述环境信息发送给所述主控制模块；人机交互模块，与所述主控制模块相连，用于用户与机器人间进行交互；通信模块，与所述主控制模块相连，用于在机器人与机器人之间、机器人与上位机之间建立通信连接；主控制模块，与所述监测模块、所述人机交互模块、所述通信模块、所述运动控制模块连接，用于接收并分析环境信息、管理人机交互信息、管理无线通信、计算运动控制信息；运动控制模块，与所述主控制模块以及驱动电机连接，用于接收主控制模块的运动控制信号并驱动电机旋转实现机器人的自主移动。2.根据权利要求1所述的智能娱乐移动机器人，其特征在于，所述监测模块包括：以光电位姿传感器为核心的相对定位装置，光电位姿传感器安装于所述车架左右两侧，与所述主控制模块相连，采用航位推算方法实时确定机器人位姿；以移动视觉平台和红外标签为核心的绝对定位装置，视觉传感器竖直安装于所述车架上，与所述主控制模块相连，红外标签贴于场地天花板上，通过拍摄到的红外标签图像来确定机器人的绝对位姿；光电开关，安装于所述车架前后，与所述主控制模块相连，用于所述车架周边障碍物的检测，实现机器人紧急蔽障。3.根据权利要求1所述的智能娱乐移动机器人，其特征在于，所述人机交互模块包括：姿态及人脸识别系统、语音识别系统、麦克风、扬声器、手动操作器、触摸屏和信号指示灯。4.根据权利要求1所述的智能娱乐移动机器人，其特征在于，所述通信模块包括：无线串口收发装置及其控制电路，根据无线串口通信协议将机器人状态信息、上位机控制指令进行编码，实现机器人与机器人之间、机器人与上位机之间的通信，此外，通信模块还包括若干常用接口，如I/O扩展接口、USB接口、RJ45接口等，实现系统功能的扩展。5.根据权利要求1所述的智能娱乐移动机器人，其特征在于，主控制模块采用传统PID控制与智能控制相结合的运动控制算法，计算并向运动控制模块输出控制信号，以驱动电机实现机器人自主移动。2CN101954191A说明书1/5页一种智能娱乐移动机器人技术领域[0001]本发明涉及服务机器人领域，尤其涉及一种智能娱乐移动机器人。背景技术[0002]世界范围来看，游乐设施制造业的迅速发展始于20世纪50年代，一个标志性的产物是美国的迪斯尼乐园；然而，直到20世纪80年代以前，我国的现代游乐设施仍几乎是空白。随着改革开放的进一步深入以及人民生活水平的不断提高，人们对游乐活动的需求也越来越大，在这种形势下，国产游乐设施的设计、生产应运而生；据不完全统计，现在投入生产的大中型游乐设施的品种有100多个，包括旋转、滑行、地面、空中、室内、室外、固定、移动等多种形式。[0003]然而，当前的游乐设施却存在很多具有普遍性的问题：首先，设备的智能化水平低，对其的研究仅限于设备机械结构及外观设计层面，未考虑通过自动控制技术以及移动机器人技术来提高设备的智能水平；其次，以地面移动游乐设备为例，大部分都需要游客手动操作，自动化水平低，安全系数不高。[0004]公开号为CN2348888的专利“机器动物游乐设备”，设计出一套外形类似于机器虎的设备，游客通过手动操作器来控制其运动。该技术方案的缺点在于：该设备仅能完成简单的手动控制，存在因误操作导致安全隐患的问题，尤其对于儿童游客；