一种应用于公共场合的自主移动机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种应用于公共场合的自主移动机器人，包括移动机器人，在移动机器人内部设置红外热像仪，连接移动机器人的CPU，采集移动机器人视场范围内的热成像，发送到CPU，用于对在移动机器人视场范围内的人进行感知。本发明专利技术考虑到在一些特殊的公共场合，比如机场，车站，商场等人流大的场所，在激光slam的自主移动机器人上加装红外热像仪，来判断周围有人以及人的角度，借以筛选激光数据，使用剩下的激光数据匹配地图，减小匹配置信度过低导致slam失败的情况，同时还是依据情形适当的向人友好的语音沟通。

An Autonomous Mobile Robot for Public Places

【技术实现步骤摘要】
一种应用于公共场合的自主移动机器人
本专利技术涉及移动机器人导航领域，具体地说是一种应用于公共场合的自主移动机器人。
技术介绍
随着自动化技术快速发展，机器人逐渐走进人们的生活。在一些公共场合，已经能看见一些服务型机器人在人群中为大家服务，这些机器人都是可移动的。在移动机器人领域，机器人需要各种传感器来感知外界。机器人如何在一定环境内自主的运动行走，是长久以来一直研究的课题。现有技术中，较为成熟的是2D—slam，在一个平面上通过传感器获得距离信息，依靠算法建立整个地图，并在地图中可以从任意A点规划路径，走到B点。在这其中，传感器扮演着及其重要的角色，它就是机器人的眼睛，是整个slam行为的基础。传感器的类型多种多样，最常见的是激光，还有超声、深度相机等。其中激光因为数据精度高，扫描角度大成为2D—slam的首选传感器。2D——slam的核心就是利用激光扫描的数据进行建图和定位。在导航的过程中，激光扫描的数据用来实时定位。在一些公共场合，人流较多，在激光扫描范围内有多个人的话，可能会出现地图匹配失败的情况，那么就会导致整个slam失败。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种应用于公共场合的自主移动机器人。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种应用于公共场合的自主移动机器人，包括移动机器人，在移动机器人内部设置红外热像仪，连接移动机器人的CPU，采集移动机器人视场范围内的热成像，发送到CPU，用于对在移动机器人视场范围内的人进行感知。所述移动机器人为基于2D-slam的移动机器人。所述红外热像仪通过马达设置于移动机器人底盘上，马达带动红外热像仪在移动机器人内转动，使红外热像仪的探测视场角度趋近于移动机器人激光传感器的视场角度。将所述热成像的温度数据与设定阈值进行比较，如果存在热成像的温度数据大于设定阈值，则该温度数据对应的区域存在人，并将该区域对应的移动机器人的激光数据刨除；否则判定移动机器人激光传感器的视场范围内不存在人。刨除的激光数据为热成像图中存在人的区域对应移动机器人的激光数据变化最大的两个点之间的激光数据。使用筛选后的激光数据进行栅格地图的匹配，完成移动机器人的定位。所述筛选后的激光数据包括刨除后的激光数据以及移动机器人激光传感器的视场范围内不存在人的激光数据。当移动机器人激光传感器的视场范围内存在人，且障碍物之间的距离均小于移动机器人自身宽度时，移动机器人路径规划失败，将移动机器人的激光传感器旋转至人的方向，进行语音提示。本专利技术具有以下有益效果及优点：本专利技术考虑到在一些特殊的公共场合，比如机场，车站，商场等人流大的场所，在激光slam的自主移动机器人上加装红外热像仪，来判断周围有人以及人的角度，借以筛选激光数据，使用剩下的激光数据匹配地图，减小匹配置信度过低导致slam失败的情况，同时还是依据情形适当的向人友好的语音沟通。附图说明图1是本专利技术的红外热像仪在机器人上安装的位置俯视角度示意图；图2是本专利技术的激光数据筛选实施例示意图；图3是本专利技术的实施例中红外热像仪图像上检测到人体示意图；其中，1为底盘，2为热像仪，3为激光扫描范围，4为移动机器人，5为激光点，6为扫到人体上形成的激光点，7为地图中的静态障碍，8为地图边缘。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步的详细说明。如图1所示是本专利技术的红外热像仪在机器人上安装的位置俯视角度示意图。一般红外热像仪都没有广角的，大多视场角30°上下，所以在移动机器人上安装一个马达，可以带动红外热像仪在机器人内转动。转动范围依机器人激光安装的探测角度而定，尽量使红外热像仪能探测的范围和机器人激光安装的探测角度一致。因为红外热像仪是有视场角的，所以实际使用时红外热像仪旋转角度是小于激光的探测角度。本专利技术主要应用在机场，车站等，导致机器人slam失败的主因就是人群的公共场合。在这种场合中，具有场景大，非阳光直射室内，温度常年由空调系统控制等特点。本专利技术机器人在建图时选择没有人的时候，比如机场关门时。对于车站这种24小时开放的环境，可以采用分块建图的方式，设法使每块区域建图时不受人干扰。在机器人建图之后开始工作的过程中，使用激光数据，里程计数据等导航。在这其中，根据红外热像仪的数据对激光数据进行筛选。红外热像仪检测到温度大于n的区域判断为人，要相应的将此角度上的激光数据刨除。n的值由实际测试总结得到。角度由马达的码盘值和红外热像仪温度大于n的区域的水平中心在图像上的位置决定。具体刨除的角度根据激光数据的梯度变化来决定。使用筛选后的数据进行地图的匹配，定位。由于红外热像仪的帮助，机器人能够区分地图上原来没有的动态障碍物是人还是物。当动态障碍过多导致无法规划出导航路线时，机器人可以旋转至人的方向进行友好的语音提示，请人让开来使机器人能够继续作业。如图2所示为本专利技术的激光数据筛选实施例示意图。如图3所示是本专利技术的红外热像仪图像上检测到人体示意图。实施例：使用视场角30°热像仪，在机器人运动期间有人在机器人左前方出现，此时红外热像仪马达检测到人的热成像，尽量使人的热成像图像中间时检测以减小误差。设马达角度为β，成像中心据图像边缘水平距离分别a和b，则人体大约位于机器人左前方(b-a)*30°/(2a+2b)+β，在对应的激光扫描数据中，从此角度左右分别开始计算梯度变化，分别在A点和B点找到大的变化点，则提出A点到B点的激光数据，使用剩下的数据进行匹配。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于公共场合的自主移动机器人，包括移动机器人，其特征在于：在移动机器人内部设置红外热像仪，连接移动机器人的CPU，采集移动机器人视场范围内的热成像，发送到CPU，用于对在移动机器人视场范围内的人进行感知。

【技术特征摘要】
1.一种应用于公共场合的自主移动机器人，包括移动机器人，其特征在于：在移动机器人内部设置红外热像仪，连接移动机器人的CPU，采集移动机器人视场范围内的热成像，发送到CPU，用于对在移动机器人视场范围内的人进行感知。2.根据权利要求1所述的应用于公共场合的自主移动机器人，其特征在于：所述移动机器人为基于2D-slam的移动机器人。3.根据权利要求1所述的应用于公共场合的自主移动机器人，其特征在于：所述红外热像仪通过马达设置于移动机器人底盘上，马达带动红外热像仪在移动机器人内转动，使红外热像仪的探测视场角度趋近于移动机器人激光传感器的视场角度。4.根据权利要求1所述的应用于公共场合的自主移动机器人，其特征在于：将所述热成像的温度数据与设定阈值进行比较，如果存在热成像的温度数据大于设定阈值，则该温度数据对应的区域存在人，并将该区域对应的移动机器人的...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜铁程，褚明杰，王义峰，张春雨，赵晓东，
申请(专利权)人：沈阳新松机器人自动化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21