[发明专利]一种导盲机器人及导盲系统、导盲方法

说明书

本发明公开了一种导盲机器人及导盲系统、导盲方法。所述导盲机器人包括承载移动部分和牵引部分；所述导盲机器人承载移动部分安装有控制模块、与控制模块相连的超声波避障模块，所述超声波避障模块包括舵机和超声波扫描仪，在所述导盲机器人前进时，扫描前方障碍物，并判断距离是否低于预设的阈值，低于阈值时控制模块控制舵机转动一定角度并再次扫描判断距离，直至转动的角度对应的距离为安全距离为止，将安全距离对应的转动角度反馈给控制模块，控制模块控制导盲机器人转弯行驶。本发明可主动监测盲人前方障碍物，实时测距和调整角度以检测障碍物并引导盲人，机械结构简单高效。同时可通过设置多套舵机和超声波扫描仪，提升检测精度。

技术领域

本发明涉及机器人导盲技术领域，特别涉及一种导盲机器人及导盲系统、导盲方法。

背景技术

我国目前有上千万盲人，数量居世界第一，是残疾人中不可忽视的一大群体。因为生理上的缺陷，给盲人生活带来了巨大不便，目前为盲人提供最大帮助的主要是人工服务与导盲犬，随着机器人技术的兴起和发展，在市场上也陆续出现了导盲犬式机器人、穿戴式导盲设备、导盲手杖等导盲辅助设备。

目前，市场上的导盲设备中导盲杖的数量居多。电子导盲杖上的传感器可以检测周围是否存在障碍物，盲人使用导盲杖可以在一定程度上探测盲人前方路况。但是导盲杖的检测障碍物能力有限，导盲距离局限于导盲杖的长度范围内或适当延长的范围内探测，在盲人行走时只预判小范围内的路况的导盲方式属于被动导盲方式，并不能主动引导盲人行动。

市场上出现有导盲眼镜，导盲背心，导盲头盔等穿戴式导盲设备。这些导盲设备上装有距离传感器和摄像头，可以检测盲人前方的障碍物。不过穿戴式的导盲设备也同样存在着功能单一，检测障碍物的范围、方位等的局限性较大，容易造成无法向盲人提供足够准确的信息。目前也存在分别对盲人行走路上的路线、障碍物、交通灯等的识别方法，但均未考虑到便携性对导盲设备的限制，巨大的计算量往往需要大型的设备方可支持，因此识别方法越复杂、计算量越大，在设备的限制下反而会降低计算速度和精度。

另外，盲人由于生理缺陷的特殊性，当导盲设备倾覆歪斜时难以如常人一样及时校正、寻求他人帮助也较为困难(看不见可以寻求帮助的人)，同时导盲设备携带的传感器、摄像头等电子元器件也对导盲设备的稳定运行提出了要求，因此需要导盲设备本身具有良好的减震效果；同时，盲人在现实的行走过程中无法实现同常人一样，在遇见熟人的情况下正常社交，目前的导盲设备未能更人性化地实现导盲。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种导盲机器人及导盲系统、导盲方法，此机器人、系统及方法可实现主动监测盲人前方障碍物，实时测距和调整角度以检测障碍物并引导盲人，机械结构简单高效。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种导盲机器人，包括承载移动部分和牵引部分；所述牵引部分包括牵引手柄，手柄一端固定于承载移动部分，盲人握住牵引手柄即可跟着导盲机器人移动；

所述导盲机器人承载移动部分安装有控制模块、与控制模块相连的超声波避障模块，所述超声波避障模块包括舵机和超声波扫描仪，所述舵机和超声波扫描仪在控制模块的控制下，用于扫描判断与障碍物的距离，在所述导盲机器人前进时，扫描前方障碍物，并判断距离是否低于预设的阈值，低于阈值时控制模块控制舵机转动一定角度并再次扫描判断距离，直至转动的角度对应的距离为安全距离(即不会碰到障碍物的距离)为止，将安全距离对应的转动角度反馈给控制模块，控制模块控制导盲机器人转弯行驶。

优选的，所述超声波避障模块至少包括两套舵机和超声波扫描仪，对称安装于承载移动部分，通过相互校正避免因转弯角度不精确而碰到障碍物。

优选的，所述导盲系统还包括红外避障模块，安装于下层板，连接控制模块，用以判断高度较低的障碍物进行紧急避障。

优选的，所述承载移动部分还包括底盘架构和减震结构；