一种基于室内智能配送服务系统装置及其工作方法与流程

本发明涉及一种基于室内智能配送服务系统装置及其工作方法。

背景技术：

近年来，人工智能热潮的兴起，作为新时代我国科技发展的重要一环，人工智能将为我国实体经济提供全新的发展方式，助推我国供给侧改革和智慧社会建设，真正实现人民群众对美好生活的共同需要。如今互联网、大数据、人工智能与服务业的深入融合，我国服务业已成为国名经济的第一大产业，但是据调查现有餐厅、医院或养老院里等一些需室内服务场合还是处于传统阶段，需要有专门的服务员或者护理人员来完成配送菜肴或者药品这些任务，根据对现有技术的查询，发现针对这一问题所设计的机器人结构复杂，自主性弱，无法完成一次多任务配送；配送错误率高，无法适用复杂环境；人机交互不友好，用户操作麻烦；缺乏配送数据收集整理能力，需借助其它设备完成。综上所述，还尚无一款能够准确、高效的在复杂室内环境中稳妥地将物品配送至各个客户手中并对这些信息数字化的有效解决办法。

技术实现要素：

本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是提供一种室内智能配送服务系统装置及其工作方法，结构简单，能高效自主的完成对室内指定各个位置物品配送并对这些数据进行数字化，操作方便，能代替工作人员完成这些繁琐工作。

本发明的具体实施方案是：提供一种基于室内智能配送服务系统装置，包括智能配送服务机器人，所述智能配送服务机器人包括小车本体，所述小车本体底部设有用于驱动小车本体自由移动的运动模块，所述小车本体中部设有若干个货物存取模块，小车本体中部设有用于发出指令驱动货物存取模块和运动模块工作的主控板模块，所述主控板模块分别与货物存取模块和运动模块电性连接，所述小车本体下部搭载有作为智能配送服务机器人核心件且用于控制主控板模块的nvidiajetsontx2板，所述货物存取模块包括用于放置物品的货层，每个货层后部设有货层伺服电机，货层伺服电机输出轴上同轴固定连接有丝杆，所述丝杆上套设有沿丝杆移动的丝杆滑台，所述丝杆滑台与货层底部固定连接。

进一步的，运动模块包括位于小车本体底部的万向轮，所述小车本体底部上固定连接有驱动万向轮直行或转向的运动伺服电机，所述运动伺服电机上还连接有编码器。

进一步的，所述智能配送服务机器人包括建图导航避障模块，所述建图导航避障模块包括安装在小车本体中部上的rplidar激光雷达，rplidar激光雷达位于货物存取模块与主控板模块之间，所述智能配送服务机器人上安装有ros系统，在ros系统上运行rplidar激光雷达，能对室内进行建图并保存，根据在所建地图所选定的几个点且默认出发点为最后一个点，智能配送服务机器人能依次自主导航至各个点，在行程过程中能对障碍物进行避障。

进一步的，所述智能配送服务机器人包括位于小车本体上部的人机交互模块，人机交互模块包括位于小车本体左上侧的电源总开关，所述小车本体上部设有与nvidiajetsontx2板连接的可触控显示屏，可触控显示屏上安装有ros系统以及操作界面软件，通过操作界面软件来输入指令从而进行控制智能配送服务机器人完成任务。

进一步的，所述智能配送服务机器人包括进度追踪系统，进度追踪系统包括位于小车本体右上侧的通讯模块以及pc机，pc机上连接有用于接收通讯模块传输回来的实时信号的信号接收装置，所述通讯模块与nvidiajetsontx2板电连接。

进一步的，所述智能配送服务机器人包括人脸识别模块，所述人脸识别模块包括人脸图像库以及高清摄像头，高清摄像头设在可触控显示屏上方，人脸识别模块通过高清摄像头捕捉人脸图像，并将人脸图像与人脸图像库进行比对，从而确认该客户的身份。

进一步的，所述智能配送服务机器人包括设置在小车本体底部且用于提供电压供给的电源管理系统模块，所述电源管理系统模块上设有用于各个模块连接的多个电源接口，提供多种不同的电压，所述电源管理系统模块与电源总开关电连接。

进一步的，所述nvidiajetsontx2板默认系统为linux系统，主控板模块、rplidar激光雷达、高清摄像头和通讯模块分别与jetsontx2板4通过usb口电连接，相互配合协调完成配送任务。

进一步的，一种利用如权利要求8所述的一种基于室内智能配送服务系统装置的工作方法，包括步骤如下：（1）首先，确认智能配送服务机器人使用场合，通过控制操作界面软件，驱动rplidar激光雷达，操控运动模块，运动模块的运动伺服电机转动，带动万向轮移动，智能配送服务机器人一步步规划记录下整个配送区域的室内二维建图，同时操作界面软件上分别记录并保存了智能配送服务机器人在每个配送位置上的位姿；（2）建立室内二维图完成后，控制操作界面软件，根据各个客户所需物品及每个物品所需要送达的位置，将需要配送的货物放置在货物存取模块内，并在操作界面软件内依次记录下每个货物存取模块内物品信息，选取配送位置开始配送；（3）智能配送服务机器人开始执行配送任务，在配送过程中，进度跟踪系统开始记录智能配送服务机器人行程，由信号接收系统接收由通讯模块将智能配送服务机器人所在位置信号及配送物品信息，在pc机上显示智能配送服务机器人行程位置信息并将配送物品信息存储在其配送信息库内；（4）在配送时，智能配送服务机器人自助在地图上规划处配送路线，在行进过程中，若rplidar激光雷达检测到突然出现在配送路线上的障碍物，对其位置进行判定，将信号反馈至nvidiajetsontx2板并与当前智能配送服务机器人位姿进行比较，立即传送指令至主控板模块，驱动运动模块带动智能配送服务机器人绕过障碍物；（5）当智能配送服务机器人到达第一个配送位置时，驱动人脸识别模块，高清摄像头打开获取客户脸部信息，比对人脸图像库，识别确认客户身份，将信号反馈至nvidiajetsontx2板，立刻传送指令至主控板模块，驱动货物存取模块内的货层伺服电机，带动丝杆滑台外部移动，打开货层，客户即可取出物品；（6）客户物品取出后，主控板模块驱动货层伺服电机转动，带动丝杆滑台往内运动，货层复位，智能配送服务机器人继续开始下移位置的配送，循环往复，直到执行完所有任务，智能配送服务机器人返回出发点，等待新的任务下达。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本装置设计合理，结构简单，能够准确、有效的在复杂室内环境中稳妥地将物品配送至各个客户手中并可以存储每次配送任务信息，它适用于餐厅、医院、养老院等一些地方，可以代替服务员或护理人员来完成这项繁琐工作，实现服务智能化，节省大量人力物力的同时提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例结构示意图；

图2为本发明实施例pc机示意结构图；

图3为本发明实施例货物存取模块剖视图；

图4为本发明实施例工作原理图。

图中：1-运动模块，110-万象轮，120-运动伺服电机，2-小车本体；3-电源管理系统模块；4-nvidiajetsontx2板；5-主控板模块；6-rplidar激光雷达；7-货物存取模块；8-电源总开关；9-可触控显示屏；10-高清摄像头；11-通讯模块；12-信号接收装置；13-pc机；14-货层伺服电机；15-丝杆滑台；16-货层，17-丝杆。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

实施例1：如图1~4所示，本实施例中，提供一种基于室内智能配送服务系统装置，包括智能配送服务机器人，所述智能配送服务机器人包括小车本体2，所述小车本体2底部设有用于驱动小车本体2自由移动的运动模块1，所述小车本体2中部设有若干个货物存取模块7，小车本体2中部设有用于发出指令驱动货物存取模块7和运动模块1工作的主控板模块5，所述主控板模块5分别与货物存取模块7和运动模块1电性连接，所述小车本体2下部搭载有作为智能配送服务机器人核心件且用于控制主控板模块的nvidiajetsontx2板4，所述货物存取模块7包括用于放置物品的货层16，每个货层16后部设有货层伺服电机14，货层伺服电机输出轴上同轴固定连接有丝杆17，所述丝杆上套设有沿丝杆移动的丝杆滑台15，所述丝杆滑台15与货层16底部固定连接。

本实施例中，运动模块1包括位于小车本体底部的万向轮110，所述小车本体2底部上固定连接有运动伺服电机120，所述运动伺服电机120上还连接有编码器，运动伺服电机120可以根据主控板模块5传输出来的不同信号进行差分驱动，完成万向轮直行或旋转的动作。

本实施例中，所述智能配送服务机器人包括建图导航避障模块，所述建图导航避障模块包括安装在小车本体2中部上的rplidar激光雷达6，rplidar激光雷达6位于货物存取模块7与主控板模块5之间，所述智能配送服务机器人上安装有ros系统，在ros系统上运行rplidar激光雷达，能对室内进行建图并保存，根据在所建地图所选定的几个点且默认出发点为最后一个点，智能配送服务机器人可以依次自主导航至各个点，在行程过程中可以对障碍物进行避障。

本实施例中，所述智能配送服务机器人包括位于小车本体上部的人机交互模块，人机交互模块包括位于小车本体2左上侧的电源总开关8，所述小车本体2上部设有与nvidiajetsontx2板4连接的可触控显示屏9，可触控显示屏9上安装有ros系统以及操作界面软件，通过操作界面软件来输入指令从而进行控制智能配送服务机器人完成任务。

人机交互模块可以作为nvidiajetsontx2板4的显示端，用户通过人机交互模块对智能配送服务机器人进行任务下达，简单方便。

本实施例中，所述智能配送服务机器人包括进度追踪系统，进度追踪系统包括位于小车本体2右上侧的通讯模块11以及pc机13，pc机13上连接有用于接收通讯模块传输回来的实时信号的信号接收装置12，所述通讯模块11与nvidiajetsontx2板4电连接，信号接收装置12还可以接收由通讯模块发出的位置信号以及任务完成信号，从而确认配送物品的信息以及配送行程轨迹，同时将配送物品信息存储在pc机的配送信息库内，方便工作人员实时查阅。

本实施例中，所述智能配送服务机器人包括人脸识别模块，所述人脸识别模块包括人脸图像库以及高清摄像头10，高清摄像头10设在可触控显示屏9上方，人脸识别模块通过高清摄像头捕捉人脸图像，并将人脸图像与人脸图像库进行比对，从而确认该客户的身份。

本实施例中，所述智能配送服务机器人包括设置在小车本体底部且用于提供电压供给的电源管理系统模块3，所述电源管理系统模块3上设有用于各个模块连接的多个电源接口，提供多种不同的电压，所述电源管理系统模块3与电源总开关8电连接。

本实施例中，所述nvidiajetsontx2板4默认系统为linux系统，主控板模块、rplidar激光雷达、高清摄像头和通讯模块分别与jetsontx2板4通过usb口电连接，相互配合协调完成配送任务。

本实施例中，工作时，先确认智能配送服务机器人使用场合，通过控制操作界面软件，驱动rplidar激光雷达6，操控运动模块1，运动模块1的运动伺服电机120转动，带动万向轮110移动，智能配送服务机器人一步步规划记录下整个配送区域的室内二维建图，同时操作界面软件上分别记录并保存了智能配送服务机器人在每个配送位置上的位姿，在建立室内二维图完成后，控制操作界面软件，根据各个客户所需物品及每个物品所需要送达的位置，将需要配送的货物放置在货物存取模块内，并在操作界面软件内依次记录下每个货物存取模块内物品信息，选取配送位置开始配送，此时智能配送服务机器人开始执行配送任务，在配送过程中，进度跟踪系统开始记录智能配送服务机器人行程，由信号接收装置12接收由通讯模块11将智能配送服务机器人所在位置信号及配送物品信息，在pc机13上显示智能配送服务机器人行程位置信息并将配送物品信息存储在其配送信息库内，在配送时，智能配送服务机器人自助在地图上规划处配送路线，在行进过程中，若rplidar激光雷达6检测到突然出现在配送路线上的障碍物，对其位置进行判定，将信号反馈至nvidiajetsontx2板4并与当前智能配送服务机器人位姿进行比较，立即传送指令至主控板模块5，驱动运动模块1带动智能配送服务机器人绕过障碍物；，当智能配送服务机器人到达第一个配送位置时，驱动人脸识别模块，高清摄像头10打开获取客户脸部信息，比对人脸图像库，识别确认客户身份，将信号反馈至nvidiajetsontx2板，立刻传送指令至主控板模块，驱动货物存取模块内的货层伺服电机14，带动丝杆滑台15外部移动，打开货层16，客户即可取出物品，客户物品取出后，主控板模块5驱动货层伺服电机14转动，带动丝杆滑台15往内运动，货层16复位，智能配送服务机器人继续开始下移位置的配送，循环往复，直到执行完所有任务，智能配送服务机器人返回出发点，等待新的任务下达。本发明设计合理，结构简单，能有效代替人工完成配送等繁琐工作，且操作方便，方便准确，具有实用性。

实施例2：在实施例1的基础上，本实施例中，主控板模块5内核可以是168mhzstm32f407cortexm4，同时包括板载三轴陀螺仪、三轴加速计、3-轴数字罗盘ichmc5883l、gps、四个电机控制以及编码器接口，配合开源机器人库openre，保证机器人运行平稳、自身姿态定位。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。