一种基于视觉导航的自动行走机器人制造技术

本实用新型专利技术公开一种基于视觉导航的自动行走机器人，包括：机器人本体；固定于机器人本体的行走机构；固定于机器人本体的深度摄像机模组；固定于机器人本体的位移传感器模组；与深度摄像机模组以及位移传感器模组分别电连接的图像识别神经网络处理器；与图像识别神经网络处理器电连接的三维地理信息存储器；与图像识别神经网络处理器和三维地理信息存储器分别电连接的路径规划处理器；以及与路径规划处理器电连接的行走控制器，行走控制器还与行走机构电连接。本实用新型专利技术的技术方案旨在解决现有技术中解决了现有技术中自动行走机器人使用激光传感器导航，对障碍物和标志物判断容易出现误差，不适用较远距离的应用场景的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉导航的自动行走机器人
本技术涉及人工智能
，具体为一种基于视觉导航的自动行走机器人。
技术介绍
随着人工智能技术的日益成熟，越来越多的智能机器人应运而生，利用自动行走机器人进行自动导航、运输和巡检的需求也日益增长。尤其是在许多较为危险的导航、运输和巡检工作场景中，更需要减少人员的参与，提高自动行走机器人的参与程度。在现有的自动行走机器人中，自动行走机器人大多采用激光器件进行导航，此种自动行走机器人大多包括机器人本体，连接于机器人本体前端的激光传感器，以及与机器人本体相连的自动行走机构。在该自动行走机器人行走时，通常在机器人本体中预设导航地图，该导航地图中规划有行走路径。当自动行走机器人沿着该行走路径行进时，设置于机器人本体前端的激光传感器发射激光，根据反射回的激光的波长等信息确定自动行走机器人前方的障碍物和标志物。当根据激光传感器传回信息，确定行走路径中存在障碍物时，自动行走机器人调整自动行走机构进行躲避；当根据激光传感器传回信息，确定行走路径中的特定位置存在标志物时，自动行走机器人调整自身运行方向和位置，以确保自动行走机器人沿着正确的行走路径前行。然而，上述采用激光传感器进行导航的自动行走机器人，因为采用激光传感器进行导航，只能通过激光传感器发射和接收激光信号确定障碍物和标志物，这样就导致自动行走机器人对障碍物和标志物的判断结果容易出现误差，只能应用于预先设置准确规划路径且行进距离较短的应用场景中。
技术实现思路
本技术提供一种基于视觉导航的自动行走机器人，旨在解决现有技术中自动行走机器人使用激光传感器导航，对障碍物和标志物判断容易出现误差，不适用较远距离的应用场景的问题。为实现上述目的，本技术提出一种基于视觉导航的自动行走机器人，包括：机器人本体；固定于机器人本体的行走机构；固定于机器人本体的深度摄像机模组；固定于机器人本体的位移传感器模组；与深度摄像机模组以及位移传感器模组分别电连接的图像识别神经网络处理器；与图像识别神经网络处理器电连接的三维地理信息存储器；与图像识别神经网络处理器和三维地理信息存储器分别电连接的路径规划处理器；以及，与路径规划处理器电连接的行走控制器，行走控制器还与行走机构电连接。优选地，所述机器人本体还包括：固定有行走机构的机身结构；以及，连接于机身结构的头部结构；其中，头部结构固定有深度摄像机模组，头部结构与机身结构通过转轴相连。优选地，所述位移传感器模组包括：固定于机身结构、且与行走机构电连接的惯性传感器；以及固定于头部结构、且与深度摄像机模组同轴固定的角速度传感器；所述图像识别神经网络处理器包括与惯性传感器、角速度传感器和三维地理信息存储器分别电连接的空间坐标映射子处理器。优选地，所述深度摄像机模组，包括：固定于头部结构、且横向设置的两台深度摄像机；以及，分别与两台深度摄像机固定相连、且与图像识别神经网络处理器电连接的摄像机移动对焦机构。优选地，所述三维地理信息存储器包括：与图像识别神经网络处理器和路径规划处理器分别电连接的三维地图子存储器；以及与路径规划处理器电连接的路径信息子存储器。优选地，所述图像识别神经网络处理器，包括：与深度摄像机模组电连接的图像特征识别子处理器；与位移传感器模组电连接的坐标定位子处理器；以及，与图像特征识别子处理器、坐标定位子处理器和三维地理信息存储器分别电连接的三维建模子处理器。优选地，所述自动行走机器人还包括：与三维地理信息存储器和图像识别神经网络处理器分别电连接的无线信号收发器；图像识别神经网络处理器包括：与无线信号收发器和图像特征识别子处理器分别电连接的新物图像上传子处理器。优选地，所述自动行走机器人还包括：固定于机器人本体前端的激光测距传感器；所述路径规划处理器包括：与激光测距传感器和图像识别神经网络处理器分别电连接的障碍距离计算子处理器；以及与障碍距离计算子处理器电连接的避障子处理器，避障子处理器还与行走控制器电连接。优选地，所述行走机构，包括：与行走控制器电连接的行走驱动马达；与行走驱动马达相连的传动机构；以及，通过传动机构与行走驱动马达转动相连的机器人车轮；其中，传动机构包括：前端传动机构和后端传动机构；其中，前端传动机构包括与行走驱动马达相连的第一传动横梁，以及连接于第一传动横梁两端的万向轮；后端传动机构包括与行走驱动马达相连的变矩器；与变矩器相连的变速器；与变速器相连的万向传动机构；与万向传动机构相连的传动轴；与传动轴相连的驱动桥；与驱动桥相连的主减速器；穿设于主减速器的第二传动横梁，套接于第二传动横梁两端的转动轴承；所述机器人车轮包括通过所述万向轮与所述第一传动横梁相连的机器人前轮；通过所述转动轴承与所述第二传动横梁相连的机器人后轮。本技术技术方案提供的自动行走机器人工作过程如下：首先预设自动行走机器人的出发地和目的地，然后控制机器人行走，机器人本体的深度摄像机模组拍摄自动行走机器人周围的环境图像，然后固定于机器人本体的位移传感器模组根据机器人的位移情况确定机器人的坐标位置，然后通过自动行走机器人周围的环境图像、坐标位置和三维地理信息存储器存储的三维地理信息，确定自动行走机器人在三维地图中的坐标位置；并且根据深度摄像机模组拍摄的环境图像，图像识别神经网络处理器通过神经网络技术提取图像特征，与三维地理信息中的地理标志物的图像特征进行匹配，判断自动行走机器人相对于现实空间中地理标志物的位置。路径规划处理器通过上述坐标位置和自动行走机器人相对于地理标志物的位置以及预设的目的地，规划自动行走机器人的行走路径；然后路径规划处理器向行走控制器发送行走控制信号，控制自动行走机器人沿着行走路径继续前进，直至到达目的地。本技术技术方案提供的自动行走机器人使用深度摄像机模组摄取环境图像，并且使用位移传感器模组确定机器人的坐标位置，确定机器人在实际空间中的位置，从而规划机器人的行走路径，控制机器人沿着该行走路径前进，从而解决了现有技术中自动行走机器人使用激光传感器导航，对障碍物和标志物判断容易出现误差，不适用较远距离的应用场景。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1是本技术实施例提供的一种基于视觉导航的自动行走机器人的结构示意图；图2是图1所示实施例提供的一种自动行走机器人的内部结构示意图；图3是图2所示实施例提供的一种图像识别神经网络处理器的结构示意图；图4是图2所示实施例提供的一种三维地理信息存储器的结构示意图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于视觉导航的自动行走机器人，其特征在于，包括：/n机器人本体(1)；/n固定于所述机器人本体(1)的行走机构(2)；/n固定于所述机器人本体(1)的深度摄像机模组(3)；/n固定于所述机器人本体(1)的位移传感器模组(4)；/n与所述深度摄像机模组(3)以及所述位移传感器模组(4)分别电连接的图像识别神经网络处理器(5)；/n与所述图像识别神经网络处理器(5)电连接的三维地理信息存储器(6)；/n与所述图像识别神经网络处理器(5)和所述三维地理信息存储器(6)分别电连接的路径规划处理器(7)；/n以及，与所述路径规划处理器(7)电连接的行走控制器(8)，所述行走控制器(8)还与所述行走机构(2)电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉导航的自动行走机器人，其特征在于，包括：
机器人本体(1)；
固定于所述机器人本体(1)的行走机构(2)；
固定于所述机器人本体(1)的深度摄像机模组(3)；
固定于所述机器人本体(1)的位移传感器模组(4)；
与所述深度摄像机模组(3)以及所述位移传感器模组(4)分别电连接的图像识别神经网络处理器(5)；
与所述图像识别神经网络处理器(5)电连接的三维地理信息存储器(6)；
与所述图像识别神经网络处理器(5)和所述三维地理信息存储器(6)分别电连接的路径规划处理器(7)；
以及，与所述路径规划处理器(7)电连接的行走控制器(8)，所述行走控制器(8)还与所述行走机构(2)电连接。


2.根据权利要求1所述的自动行走机器人，其特征在于，所述机器人本体(1)，还包括：
固定有所述行走机构(2)的机身结构(101)；以及，
连接于所述机身结构(101)的头部结构(102)；其中，所述头部结构(102)固定有所述深度摄像机模组(3)，所述头部结构(102)与所述机身结构(101)通过转轴(103)相连。


3.根据权利要求2所述的自动行走机器人，其特征在于，
所述位移传感器模组(4)包括：
固定于所述机身结构(101)、且与所述行走机构(2)电连接的惯性传感器(401)；以及，
固定于所述头部结构(102)、且与所述深度摄像机模组(3)同轴固定的角速度传感器(402)；
所述图像识别神经网络处理器(5)包括：
与所述惯性传感器(401)、所述角速度传感器(402)和所述三维地理信息存储器(6)分别电连接的空间坐标映射子处理器(501)。


4.根据权利要求2所述的自动行走机器人，其特征在于，所述深度摄像机模组(3)，包括：
固定于所述头部结构(102)、且横向设置的两台深度摄像机(301)；以及，
分别与所述两台深度摄像机(301)固定相连、且与所述图像识别神经网络处理器(5)电连接的摄像机移动对焦机构(302)。


5.根据权利要求1所述的自动行走机器人，其特征在于，所述三维地理信息存储器(6)，包括：
与所述图像识别神经网络处理器(5)和所述路径规划处理器(7)分别电连接的三维地图子存储器(601)；
以及，与所述路径规划处理器(7)电连接的路径信息子存储器(602)。


6.根据权利要求1所述的自动行走机器人，其特征在于，所述图像识别神经网络处理器(5)，包括：
与所述深度摄像机模组(3)电连接的图像特征识别子处理器(502...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文臣，纪静波，孙乐美，
申请(专利权)人：山东电子职业技术学院，
类型：新型
国别省市：山东;37