[发明专利]一种基于ROS的服务机器人及其语音交互导航方法

说明书

本发明涉及一种基于ROS的服务机器人及其语音交互导航方法。所述服务机器人包括移动底盘、外壳、支撑架、两台PC，其中移动底盘包含有驱动导向支撑车轮组、电机模块、陀螺仪、电子罗盘、电源模块和紧急避障模块；外壳上安装触摸屏、屏幕切换器和数据采集模块；底层PC安装ROS；上层PC安装安卓。所述语音交互导航方法包括：服务机器人获取环境信息，建立二维地图，从地图中获取目标位姿并设定名称加入到任务目标集合中，然后将其添加到语音交互导航模块中。启动语音交互导航模块，设定初始位置，用户在安卓的语音交互端输入想要去的位置，并识别出关键字，然后通过串口发送给语音交互导航模块作为目标位置，利用路径规划模块和紧急避障模块完成导航任务。

技术领域

本发明属于服务机器人技术领域，特别是涉及一种基于ROS的服务机器人及其语音交互导航方法。

背景技术

近年来，随着科学技术的飞速发展和社会的需要，服务机器人技术也得到了不断的发展，服务机器人已经逐渐进入到家用，商用，导游，医疗，教育，安保等日常生活的各个领域。在人口老龄化加剧，生活压力增大的当今社会，人们需要服务机器人能够提供更加优质的服务。根据目前市场数据显示，在家用服务机器人中，大部分是清洁机器人和除草机器人，他们大多只能按照预先设定的命令完成任务，缺乏解决突发事件的能力，甚至缺少丰富的人机交互功能，此外，目前投入使用的送餐机器人，在送餐过程中需要沿着预先设定的磁性导航条来指引行走，导航过程中自主性较低，并且大多只能完成一对一的任务。针对传统服务机器人的这些不足之处，研发出一款具有丰富的人机交互能力的服务机器人成为社会发展的必然趋势。

发明内容

本发明的目的是实现服务机器人的语音交互导航，用户可以告诉服务机器人他想要去的地方，服务机器人引导用户到达目标位置，并提醒用户到达。

为实现上述目的，本发明解决问题所采取的技术方案是：

一种基于ROS的服务机器人，其特征在于，所述服务机器人是一种人形机器人，包含移动底盘，外壳5和支撑架3和两台PC。其中移动底盘包含有驱动导向支撑车轮组1、电机模块2、陀螺仪10、电子罗盘9、电源模块6和紧急避障模块8。外壳上安装有触摸屏显示器13、屏幕切换模块7和数据采集模块12。两台PC分别是上层PC11和底层PC4。所述底层PC 4通过USB串口分别与所述上层PC 11、紧急避障模块8，数据采集模块12，电机模块2进行通信。所述电源模块6包含电池和电源转换模块，电池电压通过电源转换模块转换为其他电压，供其他设备使用。

其中，上述所述驱动导向支撑车轮组1由四个万向轮和两个驱动轮组成，四个万向轮成正方形结构安装在所述服务机器人移动底盘底部，两个驱动轮安装在所述服务机器人移动底盘的中间位置的两侧。

上述所述紧急避障模块8包含一组8路超声波传感器，均匀的分散在服务机器人底盘的正前方和左右两侧。

上述所述数据采集模块12使用astra深度相机。

上述所述电机模块2包括两个直流电机和两个码盘。

上述所述上层PC 11安装有安卓系统并内嵌语音交互模块，完成用户的声音识别和语音提示。

上述所述屏幕切换模块7包含一个屏幕切换器，通过三根HDMI连接线分别与所述触摸屏显示器()、底层PC()和上层PC连接。用来切换信号输入源。

上述其特征在于，包含以下步骤：

(1)初始化：配置语音交互导航模块

(2)启动语音交互导航模块，并加载步骤(1)中创建的环境地图

(3)在步骤(2)中加载的地图中，手动确定服务机器人的初始位置

(4)用户面对服务机器人说出想要去的地方，也就是所谓的目标位置，