自跟随清洁机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种自跟随清洁机器人。本发明专利技术的自跟随清洁机器人，通过激光雷达对前方作业人员的腿部进行持续扫描，并利用控制系统基于激光雷达的扫描结果选取腿部特征的均值点作为识别作业人员的标定，同时基于该均值点的位置信息划分了激光雷达的识别范围，并且该识别范围是基于均值点的位置变化实时更新的，从而将处于识别范围外的数据剔除，大大降低了系统运算量，提高了识别跟踪效率，后续基于均值点的位置信息进行跟踪识别，大大提高了识别准确度。

Self following cleaning robot

【技术实现步骤摘要】
自跟随清洁机器人
本专利技术涉及环卫设备
，特别地，涉及一种自跟随清洁机器人。
技术介绍
现有的城市高铁站、机场、公园、风光带、社区等区域的清扫保洁作业，由于大型扫路车无法进入，大部分是由纯人工进行清洁，小部分是由小型扫路机进行清洁。其中，人工清洁的方式效率低下、运营成本高、人工劳动强度大，而小型扫路机进行清洁的方式需要人工驾驶扫路机，当遇到需要人力进行清扫的情况时，需要一人驾车和一人清扫，或者一人定点清扫后上车移位再进行下一位置点清扫，仍然没有有效地解决清洁效率低、人工劳动强度大、成本高的问题。目前，虽然出现了一些基于机器视觉自动跟随前方作业人员行走的智能环卫机器人，但是其需要进行实时处理的运算量非常大，从而导致识别跟踪效率很低，尤其是在机场、高铁站等人流量大的场所，经常会出现突然无法进行自跟随作业的情况，而且当遇到与作业人员体型相似的行人出现时，其识别准确度也较差，经常出现误跟随的情况。
技术实现思路
本专利技术提供了一种自跟随清洁机器人，以解决现有的自跟随环卫机器人存在的识别跟踪效率低、识别准确度差的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自跟随清洁机器人，其特征在于，/n包括激光雷达(109)和控制系统(13)，所述激光雷达(109)用于对在机器人前方行走的作业人员的腿部进行持续扫描，所述控制系统(13)用于根据所述激光雷达(109)的扫描结果控制机器人进行自跟随作业；/n所述激光雷达(109)完成初始化后，所述控制系统(13)基于所述激光雷达(109)的初次扫描结果选取作业人员腿部特征的均值点，并以该均值点作为识别作业人员的标定，同时记录该均值点的位置信息，位置信息包括距离L和角度θ，并基于该均值点划定所述激光雷达(109)的识别范围A(L

【技术特征摘要】
1.一种自跟随清洁机器人，其特征在于，
包括激光雷达(109)和控制系统(13)，所述激光雷达(109)用于对在机器人前方行走的作业人员的腿部进行持续扫描，所述控制系统(13)用于根据所述激光雷达(109)的扫描结果控制机器人进行自跟随作业；
所述激光雷达(109)完成初始化后，所述控制系统(13)基于所述激光雷达(109)的初次扫描结果选取作业人员腿部特征的均值点，并以该均值点作为识别作业人员的标定，同时记录该均值点的位置信息，位置信息包括距离L和角度θ，并基于该均值点划定所述激光雷达(109)的识别范围A(Lq、θq)，且该识别范围A随均值点的位置变化而更新，
θ-λ≤θq≤θ+λ且L-ξ≤Lq≤L+ξ，
其中，λ、ξ为预设的激光雷达(109)的识别范围增量；
所述激光雷达(109)持续对周围环境进行高频扫描，所述控制系统(13)自动计算识别范围A内扫描到的物体轨迹曲线的均值点的距离Ln和角度θn，并与上次扫描作业人员时计算得到的均值点的距离Lf和角度θf进行比较，判断扫描到的是否为作业人员：
若Lf﹣△K≤Ln≤Lf+△K且θf﹣△ω≤θn≤θf+△ω，则判定扫描到的物体为作业人员，其中△K为距离判断差值，△ω为角度判断差值，△K＝H*B/N，△ω＝G*B/N，H为距离常数，G为角度常数，B为作业人员的行进速度，N为激光雷达(109)的扫描频率；
其余则均判定扫描到的物体为非作业人员。


2.如权利要求1所述的自跟随清洁机器人，其特征在于，
所述控制系统(13)具体通过以下方式选取作业人员腿部特征的均值点：
所述控制系统(13)以所述激光雷达(109)的激光发射中心为原点建立平面坐标系，并滤除激光雷达(109)扫描到的位于机器人两侧的物体，所述激光雷达(109)对前方作业人员的腿部进行扫描以获得多个反射云点，位于同一平面的反射云点形成一条或两条曲线，所述控制系统(13)对该一条或两条曲线进行聚类分割并选取特性点作为作业人员腿部特征的均值点。


3.如权利要求1所述的自跟随清洁机器人，其特征在于，
所述控制系统(13)在识别出作业人员后还基于激光雷达(109)的检测结果得到作业人员相对于机器人的距离L，并将其与预设的安全距离R和最大自跟随距离S进行比较：
若L≥S，则判定机器人与作业人员距离太远，所述控制系统(13)控制机器人制动并停止，并发出警示；
若L≤R，则判定机器人离作业员距离太近，所述控制系统(13)控制机器人驻车作业；
若S＞L＞R，则判定作业人员处于自跟随设定范围之内，所述控制系统(13)控制机器人前行。


4.如权利要求3所述的自跟随清洁机器人，其特征在于，
所述控制系统(13)在识别出作业人员后还基于激光雷达(109)的检测结果得到作业人员相对于机器人纵向中心线的角度β，并将其与转向启动角δ进行比较：
若β≥δ，则判定作业人员相对于机器人向右向偏离，所述控制系统(13)控制机器人向右转向；
若β≤-δ，则判定作业人员相对于机器人向左向偏离，所述控制系统(13)控制机器人向左转向；
若-δ＜β＜δ，则判定机器人暂不需转向。


5.如权利要求1所述的自跟随清洁机器人，其特征在于，
对于在作业过程中出现行人或物体在作业人员周围穿插的情况，当行人或物体进入所述激光雷达(109)的识别范围A内时，所述控制系统(13)对靠近的多个行人或物体进行区别标定并分别计算出其均值点的位置信息，同时记录其运动速度，将两个或多个物体的均值点的距离Ln和角度θn与上次扫描分析出的作业人员的均值点位置信息进行一一比较，筛选出满足下式要求的均值点：
Lf﹣△K≤Ln≤Lf+△K且θf﹣△ω≤θn≤θf+△ω，
若满足上述要求的均值点仅为一个，则判定该点即为作业人员的标定均值点，所述控制系统(13)控制机器人跟随该点轨迹前进；
若满足上述要求的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，李亮，谢平春，万军，陈凯，易喆鑫，胡小林，张岁寒，
申请(专利权)人：长沙中联重科环境产业有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43