[发明专利]自主行进机器人系统

说明书

技术领域

本发明机器人导航行进领域，具体而言，涉及一种自主行进机器人系统。

背景技术

大型建筑物、建筑群室外巡逻任务繁重，随着时代发展此项人力成本也将日益增高。现有人防技防措施有如下问题：人力巡逻无法全天候长时段执行、人力成本高。现有摄像头监控技防往往监控视角、监控死角固定。现有自主监控技术如下：2016年9月国防科技大学利用AnBot智能安保机器人用于深圳机场自主巡逻；2017年2月郑州高铁站使用警察机器人于候车大厅巡逻。已有在用市场前列产品是面向特殊室内作业环境的自主巡逻机器人初步实现。目前此类产品种类数量少及所用技术不成型不成熟是其特点，以上产品包含多项新兴技术，价格高昂。

发明内容

本发明针对现有的自主行进机器人、自主监控机器人，运行路径复杂、算法复杂，成本高的问题提出了，一种利用较低成本、结合实际场景的自主行进机器人系统，包括上位机、安装有GPS模块的移动机器人和用于在所述上位机与所述移动机器人之间传递信息的通讯外设；所述上位机用于接收自主巡逻路线，根据所述自主巡逻路线生成包含经纬度信息的离散路径序列，并将所述离散路径序列发送给所述移动机器人；

所述移动机器人根据GPS模块采集到的自身位置作为当前位置，将所述离散路径序列作为目标位置进行逐个点到点行进。

进一步地，所述移动机器人进行点到点行进的过程如下：

当所述移动机器人获取目标位置经纬度之后，利用所述移动机器人上搭载的激光测距模块判断前方是否有障碍物的存在，如果有，则进行壁障处理，直到检测到前方没有障碍物的出现；利用GPS模块获取所述移动机器人当前所在经纬度，并求出与目标点之间的距离与方向角；所述移动机器人根据所述与目标点之间的距离和方向角进行运动；当运动到判断与目标点之间的距离小于阈值时则停止前进。

进一步地，所述上位机根据所述自主巡逻路线生成包含经纬度信息的离散路径序列的步骤包括：按照所述GPS模块的定位精度划分成多个离散的经纬度坐标，将所述多个离散的经纬度坐标作为所述离散路径序列。

进一步地，所述上位机根据所述自主巡逻路线生成包含经纬度信息的离散路径序列的步骤包括：按照所述GPS模块的定位精度划分成多个离散的经纬度坐标，获取所述移动机器人当前位置、可到达位置，根据可到达位置和多个离散的经纬度坐标进行最大化近似处理，从所述可到达位置中选取位置作为所述离散路径序列。

进一步地，所述上位机中显示有电子地图，所述移动机器人还用于回传当前经纬度信息给所述上位机，所述上位机根据所述经纬度信息切换所述电子地图的中心或者电子地图上与所述经纬度信息对应的位置显示标记。

进一步地，所述移动机器人上还设置有机械手臂，所述移动机器人接收上位机指令控制所述机械手臂工作。

进一步地，所述移动机器人上还设置有摄像头，所述移动机器人将摄像头拍摄的图像回传给所述上位机。

进一步地，所述移动机器人将电机转速信息、当前经纬度信息、目标经纬度信息、当前指向角度、目标距离及方向角中的一个或多个信息传给所述上位机进行显示。

进一步地，所述移动机器人为履带机器人，机器人本体左右两侧各安装有多个震轮组。

进一步地，所述移动机器人获取与目标点之间的距离与方向角的步骤包括，将当前点和目标点的经纬度和海拔高度转换为三维直角坐标下的三维位置，利用两点之间距离公式获取与目标点之间的距离，通过Angle＝arctan((Bw-Aw)*cos(Bj)/(Bj-Aj))*180/pi获取方向角Angle，其中Bw、Bj为目标点经纬度，Aw、Aj为当前点的经纬度。

本发明是对室外自主巡逻监控机器人的较低成本实现，更包含机械臂操控实现抓取动作，将面向民用智能巡逻监控市场。该机器人基于履带车的设计可克服诸如阶梯、斜坡等较复杂地形，能有效应对工厂、学校、小区、公园等特殊场所的室外行进任务。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明实施例中自主行进机器人系统的系统结构示意图；

图2为本发明实施例中自主行进机器人系统的机器人的实物示意图；

图3为本发明实施例中自主行进机器人系统中机器人与与上位机通信流程示意图；

图4为本发明实施例中自主行进机器人系统中机器人结构组成示意图；

图5为本发明实施例中自主行进机器人系统中机器人中的电机驱动模块示意图；