一种与MR眼镜联动的自主移动巡控机器人及其系统技术方案

本发明专利技术涉及机器人领域，具体地，涉及一种自主移动巡控机器人，包括驱动装置、全景立体摄像云台、环境检测装置安装座、远程操作控制器和两个安装平台，两个安装平台各通过一个第一减震缓冲机构设置在驱动装置长度方向的两端的上方，两个第一减震缓冲机构分别设置在驱动装置长度方向的两端，每个第一减震缓冲机构的顶部均与对应的安装平台铰接，全景立体摄像云台和环境检测装置安装座各通过一个第二减震缓冲机构分别设置在两个安装平台上，每个第二减震缓冲机构均固定设置在对应安装平台的上端，远程操作控制器控制驱动装置和全景立体摄像云台。本发明专利技术可以代替人们探查检测以及MR立体视频采集，人类在远距离头戴MR显示头盔观察机器人拍摄的场景，并且通过头部动作驱动MR来调节机器人的拍摄方向。

An Autonomous Mobile Patrol Robot Linked with MR Glasses and Its System

【技术实现步骤摘要】
一种与MR眼镜联动的自主移动巡控机器人及其系统
本专利技术涉及基于物联网通信的机器人领域，具体地，涉及一种与MR眼镜联动的自主移动巡控机器人及其系统。
技术介绍
具备自主移动功能的机器人设备作为一种多功能高性能的执行工具，集成到物联网系统之中，不但能够替代人类完成一些高体力、高难度、高危险系数的工种，促进传统产业升级换代，还能够在家居、旅游、安保、物流、建筑等很多领域改变现有的工作和产品形态。MR(Mixreality)技术，即混合现实技术，指的是将真实事物和虚拟场景叠加后进行三维显示，真实事物与虚拟物体充分融合，彼此难以区分，并实时相互作用，从而创造了源自现实而又超出现实的全新环境和可视化体验。对于自主移动能力的机器人来说，巡控功能即自主巡航和远距离遥控功能，是一个关键的应用，可以在物流配送、工业生产、人居服务、环境探查、安保监视、智慧旅游等方面发挥重要的作用。另外，机器人巡控必然搭载视频摄像机，可以将其与MR(混合现实)显示技术充分结合起来，即由机器人在前端采集全景立体视频，在后端则利用头戴MR显示眼镜将机器人采集的真实事物视频与虚拟场景视频相互叠加，共同对用户给予呈现，从而使用户达到沉浸式体验感。例如，在智慧旅游应用中，一些古迹文物遗存、罕见地质景观、珍稀植物、危险动物处于保护的目的不允许游客过于接近，但是又希望满足游客近距离观赏其细节的愿望，就可以利用机器人在游客的控制下近距离拍摄目标，同时，在虚拟场景中可以预置各种风格的虚拟背景，将机器人采集的真实目标视频与虚拟背景二者叠加，人类在远距离位置处头戴MR显示眼镜观察机器人拍摄的场景与虚拟场景叠加的全景画面。又例如，环境探查或者安保监视当中，自主移动机器人可以替代人类进入不熟悉的地形地貌或者是危险性场所(例如有毒气、有爆炸物、有辐射)进行探查，人类除了通过头戴MR显示眼镜观察机器人的周边情况或监视目标以外，还可以利用机器人搭载的各种传感器掌握温度、湿度、有害气体浓度等环境参数，并基于这些参数进行可视化处理生成虚拟场景，与机器人拍摄的真实视频叠加后进行MR全景显示。但是，实践当中发现，与自主移动机器人与MR显示结合之后容易存在以下方面的缺陷。一是对机器人搭载的摄像机拍摄方向的操控不易进行；传统上用户是使用遥控器对机器人云台下达调整拍摄方向的操控命令，同时观察机器人及其周边物体的相对位置，但是在头戴MR显示眼镜的状态下用户的视野被MR显示眼镜所完全封闭，不能方便地使用遥控器，也不易于观察到机器人及其周边物体的相对位置，给拍摄方向的调整带来很大不方便。二是MR显示的全景立体视频很容易发生画面颤抖，增加用户的眩晕感；众所周知用户观看MR显示时本身就易于出现眩晕感，这是沉浸式视觉体验所带来的负面效果，不过现有的MR显示内容多为预制的游戏或者电影，其全景立体视频本身的画面还是稳定的；而在前端利用自主移动机器人采集全景立体视频并通过MR实时显示的情况下，机器人移动过程中受到路面等因素干扰，导致所采集的全景立体视频画面本身就存在一定幅度的抖动，再通过MR沉浸式显示时抖动给用户的感觉会更加明显，让用户产生周边环境都在震颤的错觉，极大增加了眩晕感。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种与MR眼镜联动的自主移动巡控机器人及其系统。本专利技术的自主移动机器人具有减震缓冲结构，可以有效消减机器人搭载的摄像机所拍摄的全景立体视频本身的画面抖动；并且，对于所采集的全景立体视频还执行基于同场景判断的防抖信号处理；同时，使该机器人的摄像机云台与MR眼镜联动，从而用户可以通过头部动作调整MR眼镜的方向，使摄像机云台的拍摄方向随之发生变化。本专利技术公开的一种自主移动巡控机器人，包括驱动装置、全景立体摄像云台、环境检测装置安装座、远程操作控制器和两个安装平台，两个安装平台各通过一个第一减震缓冲机构设置在驱动装置长度方向的两端的上方，两个第一减震缓冲机构分别设置在驱动装置长度方向的两端，每个第一减震缓冲机构的顶部均与对应的安装平台铰接，全景立体摄像云台和环境检测装置安装座各通过一个第二减震缓冲机构分别设置在两个安装平台上，每个第二减震缓冲机构均固定设置在对应安装平台的上端，远程操作控制器设置在驱动装置的顶部且位于两个安装平台之间，远程操作控制器控制驱动装置和全景立体摄像云台。优选的，所述驱动装置包括驱动底盘、四个驱动轮和两个履带，四个驱动轮两两对称设置在驱动底盘宽度方向的两侧，两个履带分别设置在驱动底盘宽度方向两侧的两个驱动轮的外侧，每个履带均与对应的两个驱动轮啮合，驱动底盘内沿其长度方向的中间设置有主架，主架的两端各通过一个长轴套与安装平台的下端连接，两个长轴套设备设置在驱动底盘长度方向的两端且垂直于驱动底盘的长度方向，两个安装平台均设置在对应的长轴套上，两个第一减震缓冲机构分别设置在主架长度方向的两端，远程操作控制器设置在驱动底盘的顶部且位于两个安装平台之间。优选的，每个所述第一减震缓冲机构包括活动座、两个倾斜支撑杆和两个第一减震弹簧，活动座固定设置在主架长度方向的一端且套设在长轴套上，两个倾斜支撑杆按倒八字型对称设置在安装平台和活动座之间，每个倾斜支撑杆的两端均分别与与安装平台和活动座铰接，两个第一减震弹簧分别套设在两个倾斜支撑杆上，两个第一减震弹簧的两端分别与活动座和安装平台的底部连接。优选的，每个所述第二减震缓冲机构均包括顶板、底板、第二减震弹簧、中心减震装置和限位筒；其中，第二减震弹簧、中心减震装置和限位筒设置于顶板和底板之间，第二减震弹簧位于中心减震装置外周，限位筒位于中心减震装置顶部，第二减震弹簧、中心减震装置和限位筒的中轴线重合，底板通过下缓冲波形垫片固定设置在安装平台上，顶板通过上缓冲波形垫片分别与全景立体摄像云台或者环境检测装置安装座固定连接，下缓冲波形垫片固定设置在安装平台上端，上缓冲波形垫片分别固定设置在全景立体摄像云台或者环境检测装置安装座的下端。优选的，所述中心减震装置包括竖向设置于顶板和底板之间的导杆，以及设置在导杆中部的压簧板，在压簧板和顶板之间设置有第三减震弹簧，在压簧板和底板之间堆叠有若干碟簧形成碟簧组，第三减震弹簧的两端分别与顶板和压簧板连接。优选的，所述全景立体摄像云台包括云台安装座、若干支撑杆、若干全景摄像头和若干转盘，云台安装座通过若干个旋转马达固定设置在顶板上方，所有转盘均穿过云台安装座与对应的旋转马达固定连接，所有旋转马达均固定设置在顶板和云台安装座之间，所有支撑杆均竖直设置在对应的转盘上，所有全景摄像头均各通过一个连接杆设置在对应支撑杆上，连接杆的上端与对应的全景摄像头固定连接，连接杆的下端与对应的和支撑杆的上端铰接，每个旋转马达和全景摄像头均由远程操作控制器控制。优选的，全部所述转盘上均竖直设置有一个电动推杆，每个电动推杆的顶部均正对对应位置的连接杆，每个电动推杆和对应的连接杆之间均通过一个滑块连接，每个连接杆在沿其长度方向的下端均设置有滑槽，滑块与滑槽之间滑动连接，滑块与对应的电动推杆之间交接，所有电动推杆均由远程操作控制器控制。本专利技术还提供了一种与MR眼镜联动的自主移动巡控机器人系统，包括至少一个上面介绍的自主移动巡控机器人，以及包括立体全景视频生成单元、MR眼镜以及机器人控制单元；所述自主移动巡控机器人的全部所述全景本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自主移动巡控机器人，其特征在于：包括驱动装置、全景立体摄像云台、环境检测装置安装座(1)、远程操作控制器(2)和两个安装平台(3)，两个安装平台(3)各通过一个第一减震缓冲机构设置在驱动装置长度方向的两端的上方，两个第一减震缓冲机构分别设置在驱动装置长度方向的两端，每个第一减震缓冲机构的顶部均与对应的安装平台(3)铰接，全景立体摄像云台和环境检测装置安装座(1)各通过一个第二减震缓冲机构分别设置在两个安装平台(3)上，每个第二减震缓冲机构均固定设置在对应安装平台(3)的上端，远程操作控制器(2)设置在驱动装置的顶部且位于两个安装平台(3)之间，远程操作控制器(2)控制驱动装置和全景立体摄像云台。

【技术特征摘要】
1.一种自主移动巡控机器人，其特征在于：包括驱动装置、全景立体摄像云台、环境检测装置安装座(1)、远程操作控制器(2)和两个安装平台(3)，两个安装平台(3)各通过一个第一减震缓冲机构设置在驱动装置长度方向的两端的上方，两个第一减震缓冲机构分别设置在驱动装置长度方向的两端，每个第一减震缓冲机构的顶部均与对应的安装平台(3)铰接，全景立体摄像云台和环境检测装置安装座(1)各通过一个第二减震缓冲机构分别设置在两个安装平台(3)上，每个第二减震缓冲机构均固定设置在对应安装平台(3)的上端，远程操作控制器(2)设置在驱动装置的顶部且位于两个安装平台(3)之间，远程操作控制器(2)控制驱动装置和全景立体摄像云台。2.根据权利要求1所述的一种自主移动巡控机器人，其特征在于：所述驱动装置包括驱动底盘(4)、四个驱动轮(5)和两个履带(6)，四个驱动轮(5)两两对称设置在驱动底盘(4)宽度方向的两侧，两个履带(6)分别设置在驱动底盘(4)宽度方向两侧的两个驱动轮(5)的外侧，每个履带(6)均与对应的两个驱动轮(5)啮合，驱动底盘(4)内沿其长度方向的中间设置有主架(7)，主架(7)的两端各通过一个长轴套(8)与安装平台(3)的下端连接，两个长轴套(8)设备设置在驱动底盘(4)长度方向的两端且垂直于驱动底盘(4)的长度方向，两个安装平台(3)均设置在对应的长轴套(8)上，两个第一减震缓冲机构分别设置在主架(7)长度方向的两端，远程操作控制器(2)设置在驱动底盘(4)的顶部且位于两个安装平台(3)之间。3.根据权利要求2所述的一种自主移动巡控机器人，其特征在于：每个所述第一减震缓冲机构包括活动座(9)、两个倾斜杆(10)和两个第一减震弹簧(11)，活动座(9)固定设置在主架(7)长度方向的一端且套设在长轴套(8)上，两个倾斜杆(10)按倒八字型对称设置在安装平台(3)和活动座(9)之间，每个倾斜杆(10)的两端均分别与与安装平台(3)和活动座(9)铰接，两个第一减震弹簧(11)分别套设在两个倾斜杆(10)上，两个第一减震弹簧(11)的两端分别与活动座(9)和安装平台(3)的底部连接。4.根据权利要求1所述的一种自主移动巡控机器人，其特征在于：每个所述第二减震缓冲机构均包括顶板(12)、底板(13)、第二减震弹簧(14)、中心减震装置和限位筒(15)；其中，第二减震弹簧(14)、中心减震装置和限位筒(15)设置于顶板(12)和底板(13)之间，第二减震弹簧(14)位于中心减震装置外周，限位筒(15)位于中心减震装置顶部，第二减震弹簧(14)、中心减震装置和限位筒(15)的中轴线重合，顶板(12)均通过上缓冲波形垫片(28)分别与全景立体摄像云台或环境检测装置安装座(1)固定连接，下缓冲波形垫片(29)固定设置在安装平台(3)上端，上缓冲波形垫片(28)固定设置在全景立体摄像云台或者环境检测装置安装座(1)的下端。5.根据权利要求4所述的一种自主移动巡控机器人，其特征在于：所述中心减震装置包括竖向设置于顶板(12)和底板(13)之间的导杆(16)，以及设置在导杆(16)中部的压簧板(17)，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙贇，张宏志，陈宇，于琳琳，赵立，衡进，
申请(专利权)人：特斯联北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11