机器人系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于云端服务器进行地图创建及定位的机器人系统。
【背景技术】
[0002]机器人的众多技术与应用都大量涉及到机器人对环境的感知，以及用户和机器人的交互。机器人对周围环境的感知是通过一系列传感器按相应的方式所获得的数据基础上而形成的地图，也就是对环境结构的空间表示。这种机器人地图的表示方式可以根据需求和传感器数据类型有所不同，但是它们的主要目的是为了表示空间结构，便于机器人在行动上做出合理有效的决策。当获得了机器人地图之后，如何让用户便捷高效地使用它们来与机器人进行交互，也是机器人在其易用性、人性化方面比较重要的因素。
[0003]在传统的方法中，机器人地图一般都是在线生成，即利用机器人所负载的计算资源，但是却会受到计算资源的限制，不能使用过于复杂的算法;或者是使用离线的生成方式，即在采集获取传感器数据并存储之后，将这些数据从机器人中取出并放在另外的计算机上来运行，这种方式的优点是可以利用强大的计算资源而使用更加复杂和有效的算法，但是却不能使机器人实时获得地图而进行实时运动和控制。
【发明内容】
[0004]本实用新型专利申请的目的在于提供机器人系统，以解决【背景技术】中的问题。
[0005]为达到以上目的，本实用新型专利申请的机器人系统的技术方案如下:
[0006]—种机器人系统，包括机器人、云端服务器以及用户终端，所述云端服务器通过无线网络与机器人和用户终端分别连接，所述机器人包括用于探测周围环境的传感器，所述云端服务器用于根据接收到的机器人的传感器数据创建地图及对机器人进行定位，所述用户终端用于对机器人发送指令并显示地图信息和机器人定位信息。
[0007]进一步地，所述机器人为扫地机、移动空气净化器、无人机或水下机器人。
[0008]进一步地，所述无线网络为4G网络或蓝牙。
[0009]进一步地，所述云端服务器为算机集群或高性能计算机。
[0010]进一步地，所述用户终端为智能手机、PDA、平板电脑、笔记本电脑、云终端或瘦客户端。
[0011 ]进一步地，所述传感器包括激光雷达传感器、深度摄像头、立体视觉摄像头。
[0012]进一步地，还包括超声传感器、红外传感器和碰撞传感器。
[0013]与现有技术相比，本实用新型的优点如下:
[0014]本实用新型利用云端服务器的强大计算和存储资源，弥补机器人板载计算能力的不足，使得复杂的机器人算法可以运行，可对大规模环境进行机器人同步定位与导航，生成环境地图和机器人位置。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型机器人系统的结构框图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型方案进行进一步详细说明。
[0017]如图1所示，本实用新型公开的机器人系统包括机器人1、云端服务器3以及用户终端5，所述云端服务器3通过无线网络2、4与机器人I和用户终端5分别连接，所述机器人I包括用于探测周围环境的传感器，所述云端服务器3用于根据接收到的机器人I的传感器数据创建地图及对机器人I进行定位，所述用户终端5用于对机器人I发送指令并显示地图信息和机器人I定位信息。
[0018]机器人可为扫地机、无人飞机、水下移动机器人、移动空气净化器等移动机器人，移动机器人包括用于检测周围环境的传感器，如激光雷达传感器、深度摄像头、立体视觉摄像头之一，并辅以超声传感器、红外传感器、碰撞传感器、里程计、陀螺仪等进行环境数据的补充或修正；云端服务器包含商业或自主搭建的后台服务器或高性能计算机集群;无线网络包括WiFi网络、4G网络、5G网络和蓝牙网络，或者它们之间的混合网络，其能够满足实时传输传感器数据的要求;用户终端包括平板电脑、智能手机、PDA(个人数字助手)、笔记本电脑、云终端、瘦客户端等具有现实交互功能的移动设备。
[0019]下面以扫地机为例对本实用新型机器人系统在云端服务器的地图创建和定位过程进行说明，本实施例中的扫地机包括MCU、双目深度摄像机、图像采集模块、里程计、陀螺仪、数据采集模块、运动模块、蓝牙通信模块和存储模块。本实用新型机器人系统的地图创建及定位过程如下:
[0020]S1:机器人采集传感器数据。
[0021 ]扫地机的图像采集模块通过双目深度摄像机获取深度信息，即利用双目测距原理获得三维环境的深度图；数据采集模块实时采集里程计及陀螺仪信息，即扫地机的位移及角度。
[0022]S2:机器人将传感器数据通过无线网络发送至云端服务器。
[0023]扫地机将深度信息(三维环境的深度图)和里程计及陀螺仪信息通过蓝牙通信模块发送至云端服务器。
[0024]S3:云端服务器根据接收到的传感器数据创建地图及对生成机器人定位信息。
[0025]云端服务器(高性能计算机)利用深度信息进行双目匹配与视差计算，通过找出每对图像间的对应关系，根据三角测量原理，得到视差图，然后根据投影模型很得到原始图像的深度信息的三维立体图，即创建地图，然后储存；同时，通过里程计的位移及陀螺仪的视角参数得到扫地机的世界坐标，即扫地机的定位信息，并储存。
[0026]S4:云端服务器将地图信息及定位信息通过无线网络发送至机器人和用户终端。
[0027]云端服务器将存储的地图信息和扫地机的信息通过蓝牙发送至扫地机及用户终端(如智能手机)，并通过可视化的方式展现在用户终端，即用户终端上可显示云端服务器生成的地图和扫地机在地图上的坐标，移动终端可对机器人的位置和运动范围进行控制，也可输入指令控制扫地机的运动及工作。
[0028]以上是本实用新型的较佳实施例的详细说明，不认定本实用新型只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下所作出的等同替代或明显变形，且性能或用途相同，都应当视为本实用新型所提交的权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种机器人系统，其特征在于，包括机器人、云端服务器以及用户终端，所述云端服务器通过无线网络与机器人和用户终端分别连接，所述机器人包括用于探测周围环境的传感器，所述云端服务器用于根据接收到的机器人的传感器数据创建地图及对机器人进行定位，所述用户终端用于对机器人发送指令并显示地图信息和机器人定位信息。2.如按权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，所述机器人为扫地机、移动空气净化器、无人机或水下机器人。3.如按权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，所述无线网络为4G网络或蓝牙。4.如按权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，所述云端服务器为算机集群或高性能计算机。5.如按权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，所述用户终端为智能手机、PDA、平板电脑、笔记本电脑、云终端或瘦客户端。6.如按权利要求1所述的机器人系统，其特征在于，所述传感器为激光雷达传感器、深度摄像头或立体视觉摄像头。7.如按权利要求6所述的机器人系统，其特征在于，还包括超声传感器、红外传感器或碰撞传感器。
【专利摘要】本实用新型揭示了一种机器人系统，包括机器人、云端服务器以及用户终端，所述云端服务器通过无线网络与机器人和用户终端分别连接，所述机器人包括用于探测周围环境的传感器，所述云端服务器用于根据接收到的机器人的传感器数据创建地图及对机器人进行定位，所述用户终端用于对机器人发送指令并显示地图信息和机器人定位信息。本实用新型机器人系统利用云端服务器的强大计算和存储资源，弥补机器人板载计算能力的不足，使得复杂的机器人算法可以运行，可对大规模环境进行机器人同步定位与导航，生成环境地图和机器人位置。
【IPC分类】G05D1/02
【公开号】CN205247208
【申请号】CN201520911369
【发明人】李崇国, 杨勇, 宫海涛
【申请人】深圳杉川科技有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年11月16日