一种智能安保服务机器人复杂环境避障方法及安保服务机器人的制作方法
【专利说明】一种智能安保服务机器人复杂环境避障方法及安保服务机
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技术领域
[0001]本发明主要涉及到智能机器人领域，特指一种智能安保服务机器人复杂环境避障方法及安保服务机器人。
【背景技术】
[0002]智能机器人是一个集自主导航、环境感知与局部构建、动态决策与规划、自主控制与执行等多功能于一体的综合系统，代表机电一体化的最高成就，也是当今科学研究与工程设计的热点之一。
[0003]机器人的自主导航所必要的功能一个是自身定位，需要随时知道自己所处的位置、方向以及目的地的位置，另一个是避障，即在运动中探测前方的障碍，与障碍的距离，以及有效的避开最终达到终点。
[0004]机器人越来越多的出现在各种工程领域，给工业生产和工程应用带来了极大的便利，但由于很多工程环境较为复杂，因此对于使用的机器人其避障和路径规划功能就显得尤为重要，机器人在运动过程中的灵活性和可靠性还需进一步的提高。
[0005]例如，目前城市公共场所使用的安防装置多为监控设备和人力安保人员，功能也局限在监控和提示等方面。随着社会经济的发展，超市、机场、车站及物流中心等大型人流物流场所的规模和数量不断扩大，大中城市的高层、高档商用楼日益增多，复杂的社会与工程环境要求其保安自动化需求日趋迫切。安保服务机器人就是一种选择。但由于这类机器人一般属于巡逻式设计，而环境区域过于复杂就给按规划巡逻的机器人带来极大的风险，即在这类机器人的设计过程中，关键之一就是如何在上述相当复杂的区域内实现避障。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种操控性好、运动更加灵活、系统性能稳定可靠、避障精确度高的智能安保服务机器人复杂环境避障方法及安保服务机器人。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
一种智能安保服务机器人复杂环境避障方法，包括:
S1:激光避障;在建立好离线地图后，采用激光雷达方式实时检测有效范围内的障碍物以及机器人本体与障碍物的距离，标记为地图上坐标，并在路径规划中绕过这些障碍；
S2:超声波避障;在激光雷达方式没有检测出障碍物的情况下，依靠超声波传感方式辅助检测障碍物及距离信息，并实现避障；
S3:红外避障；在机器人运动过程中若红外传感器检测到底盘与地面的距离超过预设的阈值，进行避障；
S4:碰撞避障;对于最后没有绕开的障碍，最后用碰撞接触的方式进行避障。
[0008]作为本发明方法的进一步改进:在上述S4中，避障流程为:当触发碰撞接触后，先后退，然后进行旋转。
[0009]作为本发明方法的进一步改进:避障流程为:控制机器人本体急停或旋转一预设角度以完成避障。
[0010]本发明进一步提供一种安保服务机器人，它包括:
机器人本体，包括运动底盘，用来完成移动；
信息处理模块，包括控制板和主控机;所述控制板用来收集传感器信号并传输给主控机，所述主控机分析和处理信号并传输处理结果给机器人的各个模块；
惯导装置，用来输出自身位置信息和速度信息，所述信息处理模块根据所述惯导装置的信息分析出机器人本体的坐标信息以及与终点距离来进行路径规划；
激光雷达装置，用于建图和激光测距；
非接触式传感器，用来以非接触方式进行障碍判断和避障控制；
接触式传感器，用来以接触方式进行障碍判断和避障控制。
[0011]作为本发明机器人的进一步改进:所述激光雷达装置包括激光Siam装置和Kinect感应装置，所述激光slam装置用来探测机器人周围环境并建图，在机器人运动过程中，探测机器人与障碍物之间的距离信息；所述Kinect感应装置用来辅助激光slam装置以完成避障。
[0012]作为本发明机器人的进一步改进:所述非接触式传感器包括超声波传感器和红外传感器，所述超声波传感器安装于机器人本体的周侧，用来检测机器人本体周围的障碍物，所述红外传感器安装于机器人本体的底部，用来检测机器人本体的底部与地面之间的距离，以判断障碍状况。
[0013]作为本发明机器人的进一步改进:所述接触式传感器为安装于机器人本体壳体上的碰撞开关，通过电流信号来进行避障控制；当机器人本体接触到障碍物时，所述碰撞开关返回信号，由信息处理模块重新进行路径规划。
[0014]作为本发明机器人的进一步改进:所述信息处理模块完成建图后，地图信息保存在主控机中，根据机器人本体当前位置信息与终点位置信息进行路径规划。
[0015]与现有技术相比，本发明的优点在于:本发明的智能安保服务机器人复杂环境避障方法及安保服务机器人，操控性好、运动更加灵活、系统性能稳定可靠，它采用了多方面多层次的传感器避障方法，整个设计更加合理完善，各种方式环环相扣，使得整个系统性能稳定可靠，在多障碍物的复杂环境里能够有效的进行路径规划及避障，避障精确度高。
【附图说明】
[0016]图1是本发明方法的流程示意图。
[0017]图2是本发明机器人的结构组成示意图。
[0018]图3是本发明中超声波传感器的安装示意图。
[0019]图4是本发明中红外传感器的安装示意图。
[0020]图例说明:
1、惯导装置;2、信息处理模块;3、激光雷达装置;4、非接触式传感器;5、接触式传感器；
6、激光slam装置;7、Kinect感应装置;8、超声波传感器;9、红外传感器;10、碰撞开关。
【具体实施方式】
[0021]以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0022]如图1所示，本发明的一种智能安保服务机器人复杂环境避障方法，它为多种避障方式的有机融合;其包括:
S1:激光避障;在建立好离线地图后，采用激光雷达方式实时检测有效范围内的障碍物以及机器人与障碍物的距离，标记为地图上坐标，并在路径规划中绕过这些障碍；
S2:超声波避障;在激光雷达方式没有检测出障碍物的情况下，依靠超声波传感方式辅助检测障碍物及距离信息，并实现避障；
S3:红外避障;在机器人运动过程中若红外传感器9检测到底盘与地面的距离超过预设的阈值，系统控制底盘急停或旋转一预设角度；
S4:碰撞避障;对于最后没有绕开的障碍，最后用碰撞接触的方式进行避障。例如，在具体应用时，所采用的方法可以是:当触发碰撞接触后，先后退，然后进行旋转。
[0023]本发明进一步提供一种安保服务机器人，它包括:
机器人本体，包括运动底盘，用来完成移动；
信息处理模块2，包括控制板和主控机;其中，控制板用来收集传感器信号并传输给主控机，主控机分析和处理信号并传输处理结果给机器人各个模块。机器人建图后，地图信息保存在主控机中，可根据机器人当前位置信息与终点位置信息进行路径规划。
[0024]惯导装置I，能够输出自身位置信息和速度信息，信息处理模块2据此分析出机器人的坐标信息以及与终点距离来进行路径规划。
[0025]激光雷达装置3，用于建图和激光测距；在具体应用实例中，可以包括激光slam装置6和Kinect感应装置7，其中激光slam装置6用来探测