[发明专利]一种基于磁悬浮球体运动的声控巡逻导航机器人系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种基于磁悬浮球体运动的声控巡逻导航机器人系统，包括控制器、定位传感器、磁悬浮球体装置、声控处理装置、图像传感器、多媒体数据存储模块、无线通信系统和上位机；本发明还公开了一种控制方法。本发明基于智能语音识别模块和技术实现人与机器人的直接互动交流。如人来人往的商场，解决了行人问路的问题，取代了大量、重复性和内容定制化的人工服务及工作内容，为人们的生活带来了极大的便利，降低了商场的人工成本投入，提高了人们的生活水平和工作效率。

技术领域

本发明涉及一种机器人系统及其控制方法，尤其是指一种基于磁悬浮球体运动的声控巡逻导航机器人系统及其控制方法。

背景技术

近年来，机器人产业与智能制造领域得到了前所未有的关注和突飞猛进的发展。从机器人的发展历程看，最先成熟并且得到最大规模应用的是工业机器人，但是工业机器人所能实现的功能比较单一，基本上是用于完成一项重复性的任务。此后机器人产业迅速进入产业化发展，并且在工业生产中得到广泛应用。如今，随着传感器、人工智能、磁悬浮等技术的进步，具有人性化交互能力的高性能服务机器人逐步进入市场。

磁悬浮技术是利用电磁力，无机械接触地将导磁物体悬浮在空中的一种新型高科技，由于避免了与物体间的接触，从而有效地减少了与地面的摩擦，延长了设备的使用寿命。其中，磁悬浮列车以及磁悬浮轴承均为在实际中应用磁悬浮技术的典例，磁悬浮列车技术目前已经取得了重要的发展，已经处于应用阶段，磁悬浮轴承已经广泛应用于燃气轮机、高速电机等许多领域。而微动机器人传统的驱动方式是采用伺服电机作为驱动器，通过传动机构将伺服电机的运动传递到机器人的末端。由于机械结构在运动传递过程中存在摩擦滞后、机构间隙等因素，采用这种驱动方式要实现高精度、高速度的定位作业及微力控制极其困难，且难以实现机器人的小型化。目前，将磁悬浮技术应用于机器人领域引起了广泛学者的研究和企业家的支持。

现有商场都需要配备很多服务员和监控设备。当顾客有问题需要问时，可及时找到服务员进行询问。而监控设备是为了对商场进行实现的录像和查看，以保障商场和顾客的安全。但是，这种经营模式的人工成本和设备成本投入大，且劳动效率低，极大地加重了商场的经营压力。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种智能化高、实时巡逻和监控的基于磁悬浮球体运动的声控巡逻导航机器人系统及其控制方法。

本发明的目的可采用以下技术方案来达到：

一种基于磁悬浮球体运动的声控巡逻导航机器人系统，包括控制器、定位传感器、磁悬浮球体装置、声控处理装置、图像传感器、多媒体数据存储模块、无线通信系统和上位机；

控制器根据预设的路线控制磁悬浮球体装置工作而控制机器人在商场内巡逻；

声控处理装置采集顾客的语音信息并发送给控制器，控制器将语音数据与多媒体数据存储模块预设的数据进行匹配，并通过扬声器输出语音反馈给客户，实现语音交互；

在机器人在商场内巡逻时，所述定位传感器实时获取机器人所在的当前位置信息，并将位置信息发送给控制器和通过无线通信系统发送给上位机；同时所述图像传感器实时获取当前的图像和障碍物信息并发送给控制器和通过无线通信系统发送给上位机，控制器控制磁悬浮球体装置工作而避开障碍物并继续向前运动，上位机通过无线通信系统与控制器无线通信连接。

进一步地，所述磁悬浮球体装置包括磁悬浮球体和磁悬浮支架，磁悬浮球体通过旋转产生磁场并与磁悬浮支架中的磁铁相互作用产生浮力和推动力。

进一步地，所述声控处理装置包括声波采集传感器和扬声器，声波采集传感器用于采集用户的语音信息并发送给控制器中；声波采集传感器通过智能语音识别模块辨识用户的语音中的词汇内容并转化为处理器可读的输入信号，处理器将接收到的信号数据通过匹配多媒体数据存储模块中预设的数据并通过扬声器语音反馈给顾客。