[实用新型]一种用于商场超市智能拣货送货机器人

摘要

一种用于商场超市智能拣货送货机器人，有一壳体，壳体底部为一个可移动底盘，所述可移动底盘设有驱动轮和从动轮，其中两轮为驱动轮，其他为从动轮；驱动轮由电机驱动，从动轮为万向轮；壳体前后靠上位置布置有摄像头及3D视觉成像传感器；壳体四周排列有上下两层超声波传感器，用于测距和避障；壳体向内凹进，设置有可组合储物柜；系统通过可充电锂电池组供电；还包括有：实时定位及自动导航模块，自动避障功能模块；自动充电模块；语音识别及对话模块；WIFI通讯模块。

主权项

1.一种用于商场超市智能拣货送货机器人，有一壳体(1)，壳体(1)底部为一个可移动底盘(2)，所述可移动底盘(2)设有驱动轮(21)和从动轮(22)，其中两轮为驱动轮(21)，其他为从动轮(22)；驱动轮(21)由电机驱动，从动轮(22)为万向轮；壳体(1)前后靠上位置布置有摄像头(5)及3D视觉成像传感器(4)；壳体(1)四周排列有上下两层超声波传感器(3)，用于测距和避障；壳体(1)中部一侧向内凹进设置有可组合储物柜(9)；所述可组合储物柜(9)分为多个独立的置物单元(8)，每个置物单元(8)包括柜门(6)，柜门(6)上的电子锁(7)，以及隔板(13)，所述隔板(13)为可快速拆装设计；系统通过可充电锂电池组(10)供电；还包括有：主控硬件模块(11)及实时定位及自动导航模块；自动避障功能模块；自动充电模块；语音识别及对话模块；其中：主控硬件模块：采用Cortex‑A15作为主控芯片，操作系统为Linux，Ubuntu16.04版本，功能软件采用C++开发；采用USB3.0接口接收摄像头的图像数据，配置WIFI模块用于和服务器通讯；智能路径规划模块，首先，建立商超货品的位置信息数据库，在接到新订单时，将订单中的货品信息进行匹配，形成订单货品位置信息，并结合商场地图计算出最优路径，即采集完订单中所有货品的总路程最短；智能分拣送货模块，首先，建立不同位置对应的货品信息数据库，并将运行中机器人的位置信息与对应的货品信息进行匹配，形成云端货物匹配模块，从而控制柜体上的电子锁远程开启；机器人在预设位置打开电子锁由工作人员装满货物后，关闭柜门，电子锁锁紧，之后到达第一分拣位置，此时，云端匹配机器人坐标位置与对应的货品信息，从而控制储存该货物的对应电子锁开启，工作人员完成货物分拣，之后机器人运动至第二分拣位置，云端匹配机器人坐标位置与对应的货品信息，从而控制储存该货物的对应电子锁开启，工作人员完成货物分拣，如此循环，直至所有货物均分拣完成；实时定位及自动导航模块：用于机器人的定位，行走路径规划及自动导航，由定位标签，摄像头，服务器及其地图管理软件构成，首先在机器人目标环境中建立定位标签信息，定位标签分为带有编码信息的专用标签，和无编码的普通标签；通过对目标环境及上述定位标签的测绘，确定定位标签坐标及机器人行走的通道信息，从而在安装于服务器的地图管理软件上建立目标环境地图；摄像头用于在机器人行走过程中拍摄环境图像，从中识别出定位标签，并计算出定位标签在图像中的像素坐标；通过该预标定得到的映射关系，计算出机器人相对于标签的坐标；再将识别出的标签与地图中标签进行匹配，获得该标签在地图中的坐标，结合机器人相对于该标签的坐标，即可计算出机器人在地图中的坐标，完成机器人的实时定位；在机器人接到指令时，通过A*算法，计算从当前位置到达目标位置的最优路径；在机器人运行时，导航模块根据所得路径及实时定位系统的数据，给出机器前进、后退和转向的指令；自动避障功能模块；由两套各安装于机器人正面和背面的3D视觉成像传感器、一组沿机器人外壳周边布置的超声波测距传感器及避障算法模块构成；所述3D视觉成像传感器拍摄具有深度信息的图像，由此构建空间三维数字模型，进而判断该空间是否存在影响机器人前进或后退的障碍物，以及障碍物周边空间宽度是否可供机器人通过；如果有障碍物，但侧边有可通过的空间，避障算法模块设定避障路径，使机器人从障碍物边上绕行通过；如果有障碍物且其周边也不可通过，则将此点设为阻塞点，并启动导航算法，重新规划路径；3D视觉成像传感器的可靠成像范围是0.5～3米，超声波测距传感器的探测范围为0～0.5米，弥补3D视觉成像传感器的测量盲区；超声波传感器器沿机器人外壳周边分两层布置，每层安装有6～8个，覆盖机器人周边360°0.5m范围内的所有区域；自动充电模块，包含安装于地面的充电座，和安装于机器人底盘的充电管理模块，包含电量检测模块，充电过程控制模块；对机器人进行电量监测，充电座状态判断及自动就位充电控制，充电座上设计有两个弹性电极，机器人底盘下设计有两个接触区12，充电系统采用24V低压供电，电量检测模块通过检测电池两端电压，判断是否需要立即充电；如果电压低于预设阈值，则将机器人设为低电量状态，不再接受新的任务，并将导航目标设置为预设的充电座位置；判断机器人进入充电位置后，启动充电过程控制模块进行充电；如果当前为工作时间，则进入快充模式；如果当前为非工作时间段，则进入慢充模式，慢充模式可以冲入更多有效电量，也有利于延长电池寿命；判断电量充满后即进入待命模式，接受工作指令；语音识别及对话模块，具有自主交流功能。