[发明专利]室内盲人导航机器人

摘要

本发明公开了室内盲人导航机器人，包括导航机器人和可穿戴式移动终端两部分。其中，导航机器人包括摄像机模块、行走模块、中央控制单元、人机交互模块、提醒模块、无线通信模块；可穿戴式移动终端包括语音模块、加速度传感器、无线通信模块。导航机器人通过无线通信模块与可穿戴式移动终端通信，使用摄像机模块获取三维环境地图，与室内三维场景地图匹配获取当前位置，实现机器人在导航中对障碍物的检测、避让以及监测盲人使用者位置，调节行走模块运动状态，使其不偏离导航路线，可通过语音模块或人机交互模块获取目的地进行路线规划、实时提醒盲人改变进行方向和障碍物。具有使用方便，定位精度高，避障能力强，应用前景广等特点。

主权项

1.室内盲人导航机器人，其特征在于，包括导航机器人和可穿戴式移动终端；其中：导航机器人包括摄像机模块、行走模块、中央控制单元、人机交互模块、提醒模块、无线通信模块；摄像机模块包括两组三维摄像头、光线传感器、照明设备；三维摄像头有两组，分别安装在机器人前、后方，拍摄局部三维环境照片，用于生成三维局部环境地图，实现对障碍物的检测、避让以及实时监测盲人使用者位置，机器人自主调节行进状态；光线传感器安装于摄像头周围，用于检测周围环境光亮强度；照明设备安装于各摄像头周围，当环境光亮强度影响成像质量时开始工作；行走模块承载机器人主体部分，作为机器人底盘，包括微控制器、行走机构；微控制器置于行走机构两履带轮中间的壳体内，用于控制行走机构的行进方向、速度，以及根据障碍物调节前轮升降；中央控制单元处理三维摄像头采集的三维环境照片，经处理后生成局部三维环境地图，中央控制单元通过使三维环境地图与三维室内场景地图进行匹配定位，实现障碍物检测和避让，以及监测盲人使用者的位置的功能，中央控制单元判断对于障碍物机器人能否绕行通过，其还接受人机交互模块和语音模块输入的目的地，并自动规划路线进行导航，同时中央控制单元接收光线传感器采集的数据，并控制提醒模块、控制无线通信模块；所述人机交互模块安装于机器人后方扶手上；无线通信模块用于可穿戴式移动终端与导航机器人建立通信连接；提醒模块安装在导航机器人后方扶手上以及其主体周围，机器人扶手上安装有四个指向不同方向的振动片，振动提醒使用者转向或前方出现障碍物，LED在导航机器人使用时显示相应的文字提醒行人注意避让；可穿戴式移动终端独立于导航机器人，由盲人穿戴，包括语音模块、加速度传感器、无线通信模块，以骨传导耳机为载体，加速度传感器、无线通信模块安装于耳机腔体内，通过无线通信模块与导航机器人建立通信，传递信息；加速度传感器实时监测盲人使用者行进速度，并将信息发送至中央控制单元，控制导航机器人行进速度；所述可穿戴式移动终端中语音模块包括骨传导式麦克风和耳机，骨传导式麦克风用于输入目的地信息，耳机用于接受机器人发出的障碍物和转向提醒信息。