一种基于机器人的定位跟踪系统的制作方法

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种基于机器人的定位跟踪系统。

背景技术：

机器人(robot)是自动执行工作的机器装置，主要由机械身体、记忆或程序功能和核心零件等组成。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。包括家务型、操作型、程控型、数控型、搜救类、平台型和学习控制型等几大类。目前，机器人在工业、医学、农业甚至军事等领域中均等有重要用途。

随着计算机技术、传感网络技术以及人工智能的飞速发展，使得机器人被广泛地应用在工业监测以及自动控制领域，如在航天航空、医疗辅助、智能家居以及危险探测等均需要作业机器人完成特定的任务。因此，作业机器人在执行任务时首先要感知自身所处的位置以及与其他执行器和周围障碍物之间的相对位置，甚至在多机器人协作时机器人自主定位技术作为关键技术，能够为作业机器人按照设定的功能需求以最佳路线移动到对应位置提供技术支持，但目前的机器人无法实时监测定位跟踪信息，以及远程对机器人进行定位跟踪操作。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于机器人的定位跟踪系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

实现上述目的的技术方案是：一种基于机器人的定位跟踪系统，包括操作系统、中央处理器、主控制单元、存储模块、显示模块和触摸显示屏；

所述主控制单元包括外界感知单元、运动控制单元和人工智能单元；

所述操作系统用于对中央处理器发布操作指令，且触摸显示屏通过显示模块和中央处理器对操作系统进行调控；

所述触摸显示屏用于接收中央处理器和存储模块传输的信息，并且将所接收的信息实时显示出来；

所述主控制单元用于接收外界感知单元、运动控制单元和人工智能单元传输的信息，并将接收的信息传输至中央处理器，所述中央处理器将接收的信息进行处理后反馈至操作系统；

所述外界感知单元用于接收第一压力传感器、第二压力传感器和摄像机所传输的信息，并将接收的信息传输至主控制单元；

所述运动控制单元用于接收跟踪模块、地图模块、定位模块和路径规划模块传输的信息，并且将接收的信息输送至主控制单元；

所述人工智能单元包括语音交换单元；

所述语音交换单元用于接受播放模块、无线通讯模块和麦克风模块传输的信息，所述语音交换单元将接收的信息传输至人工智能单元，所述人工智能单元将收的信息传输至主控制单元。

优选的，所述中央处理器包括数据信号处理器、数据采集终端和蓝牙模块；

所述中央处理器用于接收操作系统、主控制单元和显示模块传输的信息，所述中央处理器将接收的信息输送至存储模块进行存档。

优选的，所述蓝牙模块用于接收智能终端传输的信息，所述智能终端包括电脑、手机等，所述蓝牙模块将接收的信息通过数据采集终端传输至数据信号处理器；

所述信号处理器用于接收模数转换器和数据采集终端传输的信息。

优选的，所述模数转换器连接磁力计和惯性传感器；

所述模数转换器用于接收磁力计和惯性传感器传输的信息，所述模数转换器将从磁力计和惯性传感器接收的信息传输至数据信号处理器。

优选的，外界感知单元包括第一压力传感器、第二压力传感器和摄像机；

所述摄像机包括标记识别模块、图像采集标记模块；

所述图像采集标记模块用于采集信息并将采集的信息输送至标记识别模块进行处理，所述标记识别模块将分析处理后的信息输送至摄像机，通过摄像机将信息输送至外界感知单元。

优选的，所述运动控制单元包括跟踪模块、地图模块、定位模块和路径规划模块；

所述定位模块通过外界感知单元采集定位信息，所述定位模块将采集的定位信息反馈至运动控制单元，由所述运动控制单元分别将定位信息传输至跟地图模块、路径规划模块和跟踪模块。

优选的，所述语音交换单元包括播放模块、无线通讯模块和麦克风模块；

所述麦克风模块包括语音接收模块、语音识别模块和语义处理模块；

所述语音接收模块接收外界的语音信息，所述语音接收模块将接收的语音信息输送至语音识别模块进行分析处理，所述语音识别模块将分析处理后的语音信息输送至语义处理模块。

优选的，所述中央处理器连接有报警模块，所述报警模块包括报警喇叭，且所述报警模块通过蓝牙模块与智能终端连接，所述触摸显示屏显示的数据能够通过中央处理器传输到智能终端上，且智能终端能够控制中央处理器的调节。

本发明的有益效果是：该基于机器人的定位跟踪系统，用户可以通过触摸显示屏对操作系统进行调控，或智能终端操作系统进行远程控制，智能终端为电脑、手机和显示数码设备设置中的一种，多种途径控制，对麦克风模块连接语音接收模块、语音识别模块和语义处理模块，增加机器人接收外界信息的能力，便于使用，第一压力传感器安装在机器人左侧脚底，第二压力传感器安装在机器人右侧脚底上，安装设置方便，且便于后期维修与维护，机器人交错行走，没一次脚落地外界感知单元都会接收一个压力脉冲信号并计数，提高数据的准确性，外界感知单元通过主控制单元连接中央处理器中设置的数据信号处理器，数据信号处理器记录两次脉冲之间的时间间隔为一步的所用的时间，摄像机用于录入外界环境画面，摄像头安装在机器人前方，图像采集标记模块和标记识别模块对摄像机一定帧数图像进行处理得出速度值，利用速度与每步时间相乘得出每步的行走距离，距离乘以测得的步数得出总行走距离，利用蓝牙模块通过智能终端接收卫星定位信息，蓝牙模块为机器人提供一个初始位置，在已知当前初始位置的前提下，通过测量移动的距离和方向，推算下一时刻的位置，提高定位跟踪的准确性，智能终端便于实时检测定位跟踪信息。该基于机器人的定位跟踪系统，可以根据用户的使用情况多种途径控制，实时测控，安全性能高，能够准确的定位跟踪。

附图说明

图1是本发明的结构框图；

图2是本发明的中央处理器结构框图；

图3是本发明的外界感知单元结构框图；

图4是本发明的运动控制单元结构框图。

图中：1操作系统、2中央处理器、3主控制单元、4存储模块、5显示模块、6触摸显示屏、7外界感知单元、8运动控制单元、9人工智能单元、10语音交换模块、11播放模块、12无线通讯模块、13麦克风模块、14数据信号处理器、15数据采集终端、16蓝牙模块、17磁力计、18模数转换器、19惯性传感器、20智能终端、21第一压力传感器、22第二压力传感器、23摄像机、24标记识别模块、25图像采集标记模块、26跟踪模块、27地图模块、28定位模块、29路径规划模块。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

本发明提供了如图1-4所示的一种基于机器人的定位跟踪系统，包括操作系统1、中央处理器2、主控制单元3、存储模块4、显示模块5和触摸显示屏6；

所述主控制单元3包括外界感知单元7、运动控制单元8和人工智能单元9；

所述操作系统1用于对中央处理器2发布操作指令，且触摸显示屏6通过显示模块5和中央处理器2对操作系统1进行调控；

所述触摸显示屏6用于接收中央处理器2和存储模块4传输的信息，并且将所接收的信息实时显示出来；

所述主控制单元3用于接收外界感知单元7、运动控制单元8和人工智能单元9传输的信息，并将接收的信息传输至中央处理器2，所述中央处理器2将接收的信息进行处理后反馈至操作系统1；

所述外界感知单元7用于接收第一压力传感器21、第二压力传感器22和摄像机23所传输的信息，并将接收的信息传输至主控制单元3；

所述运动控制单元8用于接收跟踪模块26、地图模块27、定位模块28和路径规划模块29传输的信息，并且将接收的信息输送至主控制单元3；

所述人工智能单元9包括语音交换单元10；

所述语音交换单元10用于接受播放模块11、无线通讯模块12和麦克风模块13传输的信息，所述语音交换单元10将接收的信息传输至人工智能单元9，所述人工智能单元9将收的信息传输至主控制单元3。

具体的，所述中央处理器2包括数据信号处理器14、数据采集终端15和蓝牙模块16；

所述中央处理器2用于接收操作系统1、主控制单元3和显示模块5传输的信息，所述中央处理器2将接收的信息输送至存储模块4进行存档。

具体的，所述蓝牙模块16用于接收智能终端20传输的信息，所述智能终端20包括电脑、手机等，所述蓝牙模块16将接收的信息通过数据采集终端15传输至数据信号处理器14；

所述信号处理器14用于接收模数转换器18和数据采集终端15传输的信息。

具体的，所述模数转换器18连接磁力计17和惯性传感器19；

所述模数转换器18用于接收磁力计17和惯性传感器19传输的信息，所述模数转换器18将从磁力计17和惯性传感器19接收的信息传输至数据信号处理器14。

具体的，外界感知单元7包括第一压力传感器21、第二压力传感器22和摄像机23；

第一压力传感器21安装在机器人左侧脚底，第二压力传感器22安装在机器人右侧脚底上，机器人交错行走，没一次脚落地外界感知单元7都会接收一个压力脉冲信号并计数，外界感知单元7通过主控制单元3连接中央处理器2中设置的数据信号处理器14，数据信号处理器14记录两次脉冲之间的时间间隔为一步的所用的时间；

所述摄像机23包括标记识别模块24、图像采集标记模块25；

所述图像采集标记模块25用于采集信息并将采集的信息输送至标记识别模块24进行处理，所述标记识别模块24将分析处理后的信息输送至摄像机23，通过摄像机23将信息输送至外界感知单元7，摄像机23增加了机器人定位时候的准确性。

具体的，所述运动控制单元8包括跟踪模块26、地图模块27、定位模块28和路径规划模块29；

所述定位模块28通过外界感知单元7采集定位信息，所述定位模块28将采集的定位信息反馈至运动控制单元8，由所述运动控制单元8分别将定位信息传输至跟地图模块27、路径规划模块29和跟踪模块26，便于为机器人规划路线，提高机器人的定位与跟踪的准确性。

具体的，所述语音交换单元10包括播放模块11、无线通讯模块12和麦克风模块13；

所述麦克风模块13包括语音接收模块、语音识别模块和语义处理模块；

所述语音接收模块接收外界的语音信息，所述语音接收模块将接收的语音信息输送至语音识别模块进行分析处理，所述语音识别模块将分析处理后的语音信息输送至语义处理模块，增加机器人接收外界信息的能力，便于使用。

具体的，所述中央处理器2连接有报警模块，所述报警模块包括报警喇叭，且所述报警模块通过蓝牙模块16与智能终端20连接，所述触摸显示屏6显示的数据能够通过中央处理器2传输到智能终端20上，且智能终端20能够控制中央处理器2的调节。

具体的，该基于机器人的定位跟踪系统，在实施过程中，首先触摸显示屏6通过显示模块5和中央处理器2对操作系统1进行调控，操作系统1对中央处理器2发布操作指令，中央处理器2将接收的指令发布至主控制单元3，主控制单元3再将接收的指令分别发布至外界感知单元7、运动控制单元8和人工智能单元9，人工智能单元9连接有麦克风模块13，麦克风模块13连接语音接收模块、语音识别模块和语义处理模块，增加机器人接收外界信息的能力，机器人再将接收的语音信息反馈至人工智能单元9，人工智能单元9通过主控制单元3输送至中央处理器2进行统一处理，反馈至主控制单元3将语音信息输送至运动控制单元8，运动控制单元8从而带动机器人作出相应的指令动作，外界感知单元7接收第一压力传感器21、第二压力传感器22和摄像机23传输的信息，第一压力传感器21安装在机器人左侧脚底，第二压力传感器22安装在机器人右侧脚底上，机器人交错行走，没一次脚落地外界感知单元7都会接收一个压力脉冲信号并计数，外界感知单元7通过主控制单元3连接中央处理器2中设置的数据信号处理器14，数据信号处理器14记录两次脉冲之间的时间间隔为一步的所用的时间，摄像机23用于录入外界环境画面，摄像头安装在机器人前方，图像采集标记模块25和标记识别模块24对摄像机一定帧数图像进行处理得出速度值，利用速度与每步时间相乘得出每步的行走距离，距离乘以测得的步数得出总行走距离，利用定位模块28通过智能终端20接收卫星定位信息，定位模块28为机器人提供一个初始位置，在已知当前初始位置的前提下，通过测量移动的距离和方向，推算下一时刻的位置，提高定位跟踪的准确性，智能终端20便于实时检测定位跟踪信息。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。