基于人工智能的定向移动装置的制作方法

本实用新型涉及一种基于人工智能的定向移动装置，还涉及一种基于人工智能的定向移动装置。

背景技术：

当人们去图书馆找书时，人们往往会先去柜台搜索电脑那排队并在终端搜索书的位置再到相应位置取书，这样不仅麻烦，而且费时，也会让人产生不好的体验；对于残疾人而言，当家中没有其他人陪伴时，当他们想到室内的一个地方时，就显得极为不便；当人们想去美术馆博物馆参观时候，人们如果想直接找到自己想找的展品，那么只能一个个地找，这样不仅麻烦，而且极其费时；在机场，因为手续繁忙，乘客往往需要在各个办事地点来回走动，这样不仅容易迷路，而且非常地费时和麻烦；在商场，对于一些需要快速寻找商品的旅客，往往需要急促地来回跑动，这样不仅效率低，而且极其麻烦；现在很多电子卖场或者商场已经开通了网上购物服务，对于快递员来说，往往需要快速寻找用户需要的各个商品，这时，如果一个个地找就显得极其麻烦并且费时。

技术实现要素：

本实用新型针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于人工智能的定向移动装置，不仅能够自动到达预期目的地，而且方便高效。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：基于人工智能的定向移动装置，包括机架，机架上设置闭环步进动力系统和控制器，机架底部设置万向轮和驱动轮，闭环步进动力系统与驱动轮连接，闭环步进动力系统的输出轴通过链条和链轮连接滚动轴，滚动轴通过联轴器连接驱动轮的轴，滚动轴设置在滚动轴固定架上，机架上设置辅助定位传感器、摄像头以辅助定位、避障，控制器与闭环步进动力系统、传感器、摄像头连接，控制器与外部控制装置无线连接。

进一步地，万向轮为2个，设置在机架一端；驱动轮为2个，设置在机架另一端；闭环步进动力系统设置为2个。

进一步地，与控制器无线连接的外部控制装置为手机。

进一步地，控制器包括集成控制单元和PLC。

进一步地，所述传感器为灰度传感器以感应移动过程中位置节点处所设置的图进而矫正移动方向。

进一步地，闭环步进动力系统为步进伺服电机；闭环步进动力系统连接有减速器；机架材质为工业铝型材；机架上部设置平台及手柄以便载人移动。

进一步地，该装置应用于图书馆、美术馆、博物馆、商场或者机场。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：通过闭环步进动力系统的精确旋转角度特性及传感器、摄像头辅助定位和避障实现点对点高精度定向移动；通过手机的应用程序装载所需移动场所的地图、可输入位置信息无线传输给控制器，方便使用且高效。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本装置的步进伺服电机运行简化示意图。

图中：1-PLC；2-万向轮；3-链轮；4-链条；5-驱动轮；6-滚动轴固定架；7-机架，8-集成控制单元。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图所示，基于人工智能的定向移动装置，包括机架，机架上设置闭环步进动力系统和控制器，机架底部设置万向轮和驱动轮，闭环步进动力系统与驱动轮连接，闭环步进动力系统的输出轴通过链条和链轮连接滚动轴，滚动轴通过联轴器连接驱动轮的轴，滚动轴设置在滚动轴固定架上，机架上设置辅助定位传感器、摄像头以辅助定位、避障，控制器与闭环步进动力系统、传感器、摄像头连接，控制器与外部控制装置无线连接。

进一步地，万向轮为2个，设置在机架一端；驱动轮为2个，设置在机架另一端；闭环步进动力系统设置为2个。

进一步地，外部控制装置为手机，手机的相关应用程序中装载需移动场所的地图，通过文字或语音在所述相关应用程序中输入位置信息。

进一步地，控制器包括集成控制单元和PLC，集成控制单元接受外部控制装置的位置指令并传送脉冲组合给PLC，PLC控制闭环步进动力系统以控制定向移动装置的移动。

进一步地，所述传感器为灰度传感器以感应移动过程中位置节点处所设置的图进而矫正移动方向。

进一步地，闭环步进动力系统为步进伺服电机；闭环步进动力系统连接有减速器；机架材质为工业铝型材；机架上部设置平台及手柄以便载人移动。

进一步地，该装置应用于图书馆、美术馆、博物馆、商场或者机场。

一种基于PLC控制步进伺服电机的室内精确定向移动装置，通过手机APP或者语音模块,集成控制单元STM32F407ZGT6，PLC,步进伺服电机构成四级结构。通过步进伺服电机的精确转角特性实现高精度定向移动加以摄像头进行辅助定位和避障的点对点精确定向移动装置。即人只要说出自己想去的位置，那么平台就会把人传送到想去的位置。所述的载人移动装置建立在由两个万向轮和两个驱动轮搭建的平台上；所述的伺服或者是闭环步进动力系统上设有减速器，电机的轴通过链条与车轮的轴建立传动关系。使用时先在手机中装载相应的室内地图，把平台放在初始位置，通过手机APP点击相应的位置即可使得装置朝着相应位置精确移动，另外也可以通过双击手机APP地图上的相应位置进行位置自定义命名，命名成功后，可以通过语音说出相应位置即可进行移动，因为该装置支持多点续航，所以只要地面平坦均能高精度定位移动，并且十分安全（S形加减速）。

通过手机端/语音模块级联STM32F407ZGT6再级联PLC再级联步进伺服电机的结构体系，其优点在于同时弥补了STM32对高精度控制要求的缺陷和PLC对智能化控制的缺陷。即实现同时高精度控制和智能化控制。

利用步进伺服电机的特性，即每个脉冲会使电机驱动转动轴高精度转动一个固定角度的特性，实现点对点高精度定位，即点与点之间只是一系列脉冲的组合，各个点对点的脉冲组合数据储存在STM32内部SRAM里，要定向移动到指定点时，STM32会通过RS485传输相应数据给PLC，然后PLC再根据脉冲数据控制小车移动，而步进伺服电机是闭环电机，能够实现自矫正，并且到达地点后会进行二次矫正，这样就实现了高精度的定位。

在节点处放张图，在装置到达指定节点时，该装置底部的灰度传感器能帮助进行二次矫正，这样在长距离运行时经过多次矫正可以让定位更加精确。

关于语音自定义移动点方案，STM32内部保存点与点关系的组织架构是利用多指针结构体构成树状动态链表结构，即起始点位于树的顶端，和起始点相邻的点位于起始点树的枝条上，同理依次往下延伸树、如果一点同时和高等级的两个点相邻，那么这个点同时和高等级的两个点相连形成汇聚点，即假设已经自定义了4点，A,B,C,D，如果从A要去D点，A是较靠近顶部的点，STM32会先进行树的遍历，找出A到D的所有方案。比如A-D之间有A-B-D,A-C-D两种方案，然后STM32会先对两种方案脉冲数进行判断，优先选择脉冲数少的传送给PLC，以便平台定向移动到相应位置。如图2所示，各个点之间只是脉冲的组合。

关于手机生成自定义点的方案，由点对点架构，当手机自定义一个点时，手机可以选择相应点在树的位置，之后手机会发一系列指令给STM32，STM32内部会根据指令在树上加入相应点。组成新的树。

驱动部分上有可以精确控制行进距离的闭环步进电机控制系统，控制系统的控制信号来自于PLC，而PLC由STM32控制核心级联控制，控制核心是基于ARM的嵌入式芯片，该平台可以通过手机进行自定义点的设置，通过一系列算法，实现点对点精确定向移动并自动避障。

通过步进伺服电机的精确旋转角度特性及二次矫正实现点对点高精度定向移动，使人们在室内、大型场馆或者机场等地方可以更轻松便捷地到达想去的地方，也可以帮助行动不便的人群在室内活动，可应用于以下场景：

1.当人们去图书馆找书时，人们可以使用一个对应的APP，该APP上可以直接查询各个书籍所在地，当人们站在装置上面，人们只需要点击相应书籍名称即可让装置自动移动到书籍所在地，这样既提升了人们找书的速度，又给人们省去了排队搜索的麻烦；

2.对于残疾人而言，当家中没有其他人陪伴时，当他们想到室内的一个地方时，可以通过手机APP点击相应的位置名称，或者直接点击位置，即可让装置移动到相应位置，这样就让残疾人的生活更加轻松；

3.当人们想去美术馆博物馆参观时候，人们如果想直接找到自己想找的展品，那么只需要通过手机APP点击相应展品的名字，那么该装置即可移动到相应展品处；

4.在机场，旅客可以站在装置上面，机场所有的步骤都显示在APP上，旅客只需要手动点击相应步骤的名字，该装置即可自动移动到相应位置处，这样就省去了旅客来回奔波之苦；

5.现在很多电子卖场或者商场已经开通了网上购物服务，对于快递员来说，每个用户的商品全部罗列在APP上，快递员只需要点击各个商品的名字即可移动到相应位置，并且拿完商品后，APP会自动标记，这样就提升了快递员拿货的速度。

以图书馆为例，当人们去图书馆找书时，人们可以使用一个特设的APP，该APP上可以直接查询各个书籍所在地，当人们站在装置上面并且点击相应名字时，手机（第一级）会通过蓝牙传送一个2字节码给单片机（第二级），即点在树的位置，单片机再通过RS485把单片机解析的路径脉冲组合传送给PLC，PLC控制步进伺服电机执行相应的转动造成装置的定向移动。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。