一种视觉障碍者引导服务机器人制造技术

本发明专利技术特别涉及一种视觉障碍者引导服务机器人。该视觉障碍者引导服务机器人，包括数据处理模块、定位导航模块、无线通信模块、语音交互模块以及驱动模块；所述数据处理模块与定位导航模块、无线通信模块、语音交互模块以及驱动模块之间均采用双向传输连接，负责控制机器人信息数据处理，协调各模块之间的工作配合。该视觉障碍者引导服务机器人，不仅能够帮助视觉障碍者实现实时定位、导航与避障，能与视觉障碍者进行语音交互，兼具了导盲棒的功能，同时还能够在视觉障碍者遇到危险情况时及时求助，在保障安全性的前提下实现了正常出行。行。行。

【技术实现步骤摘要】
一种视觉障碍者引导服务机器人


[0001]本专利技术涉及机器人控制
，特别涉及一种视觉障碍者引导服务机器人。

技术介绍

[0002]目前，我国视觉障碍者总数已高达几千万人，视觉障碍使得他们出行的危险系数比一般人高出数百倍。视觉障碍者出行的主要依靠是导盲棒，但导盲棒没有方向感，无法实时监测盲道的变化，会给视觉障碍者带来潜在的危险。
[0003]为了帮助视觉障碍者实时规划路线，提醒实时位置并躲避障碍物，本专利技术提出了一种视觉障碍者引导服务机器人。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种简单高效的视觉障碍者引导服务机器人。
[0005]本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0006]一种视觉障碍者引导服务机器人，其特征在于：包括数据处理模块、定位导航模块、无线通信模块、语音交互模块以及驱动模块；
[0007]所述数据处理模块与定位导航模块、无线通信模块、语音交互模块以及驱动模块之间均采用双向传输连接，负责控制机器人信息数据处理，协调各模块之间的工作配合。
[0008]所述定位导航模块包括摄像头单元、红外测距单元以及超声波避障单元，具有路径判断以及途中避障的能力；
[0009]所述无线通信模块连接有远程协助模块，负责在机器人突发临时状况或视觉障碍者遇到困难时提供远程协助联系紧急帮助；
[0010]所述语音交互模块负责接收语音指令，将接收到的语音指令传输至数据处理模块，等待下一步动作，实时提醒视觉障碍者位置变化，引导视觉障碍者行走；
[0011]所述驱动模块连接到机器人的供电系统，使用两轮差速和规格统一的万向轮，负责协助视觉障碍者完成直行与转向的动作。
[0012]所述摄像头单元负责在行进过程中实时监测前方区域的障碍物，利用红外测距单元和超声波避障单元测量与障碍物之间的距离，连接数据处理模块后实时规划视觉障碍者的行走路线并语音提醒；
[0013]同时摄像头单元采集路口信号灯变化，连接数据处理模块实时判断通过路口的可能性并语音提醒。
[0014]所述定位导航模块包括图像传感器、红外传感器、激光雷达传感器以及超声波传感器，上述传感器分别电连接STM32单片机控制，STM32单片将数据反馈至数据处理模块，通过ROS系统操作处理数据。
[0015]所述无线通信模块连接到数据处理模块和远程协助模块，采用NRF24L01无线芯片，通过远程协助模块将异常情况上报给工程师或专门维护人员。
[0016]所述语音交互模块包括音响和麦克风，音响和麦克风连接STM32单片机串口，STM32单片机将数据反馈至数据处理模块，实现人机交互功能。
[0017]所述驱动模块采用两轮差速以及万向轮足驱动模块，通过STM32单片机与数据处理模块连接，实现串口通信控制。
[0018]所述数据处理模块采用Linux系统的ARM处理器。
[0019]本专利技术的有益效果是：该视觉障碍者引导服务机器人，不仅能够帮助视觉障碍者实现实时定位、导航与避障，能与视觉障碍者进行语音交互，兼具了导盲棒的功能，同时还能够在视觉障碍者遇到危险情况时及时求助，在保障安全性的前提下实现了正常出行。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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获得其他的附图。
[0021]附图1为本专利技术视觉障碍者引导服务机器人结构示意图。
具体实施方式
[0022]为了使本
的人员更好的理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚，完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0023]该视觉障碍者引导服务机器人，包括数据处理模块、定位导航模块、无线通信模块、语音交互模块以及驱动模块；
[0024]所述数据处理模块与定位导航模块、无线通信模块、语音交互模块以及驱动模块之间均采用双向传输连接，负责控制机器人信息数据处理，协调各模块之间的工作配合。
[0025]所述定位导航模块包括摄像头单元、红外测距单元以及超声波避障单元，具有路径判断以及途中避障的能力；
[0026]所述无线通信模块连接有远程协助模块，负责在机器人突发临时状况或视觉障碍者遇到困难时提供远程协助联系紧急帮助；
[0027]所述语音交互模块负责接收语音指令，将接收到的语音指令传输至数据处理模块，等待下一步动作，实时提醒视觉障碍者位置变化，引导视觉障碍者行走；
[0028]所述驱动模块连接到机器人的供电系统，使用两轮差速和规格统一的万向轮，负责协助视觉障碍者完成直行与转向的动作。
[0029]所述摄像头单元负责在行进过程中实时监测前方区域的障碍物，利用红外测距单元和超声波避障单元测量与障碍物之间的距离，连接数据处理模块后实时规划视觉障碍者的行走路线并语音提醒；
[0030]同时摄像头单元采集路口信号灯变化，连接数据处理模块实时判断通过路口的可能性并语音提醒。
[0031]所述定位导航模块包括图像传感器、红外传感器、激光雷达传感器以及超声波传
感器，上述传感器分别电连接STM32单片机控制，STM32单片将数据反馈至数据处理模块，通过ROS系统操作处理数据。
[0032]STM32单片机内核为ARM32位Cortex
‑
M3 CPU，最高工作频率72MHz，1.25DMIPS/MHz。
[0033]此外，STM32单片机上集成有32
‑
512KB的Flash存储器。6
‑
64KB的SRAM存储器。能够实现时钟、复位和电源管理：2.0
‑
3.6V的电源供电和I/O接口的驱动电压。上电复位(POR)、掉电复位(PDR)和可编程的电压探测器(PVD)。4
‑
16MHz的晶振。内嵌出厂前调校的8MHz RC振荡电路。内部40kHz的RC振荡电路。用于CPU时钟的PLL。带校准用于RTC的32kHz的晶振。
[0034]STM32单片机支持3种低功耗模式(休眠，停止，待机模式)，从而在低功耗，短启动时间和可用唤醒源之间达到一个最好的平衡点。休眠模式：只有CPU停止工作，所有外设继续运行，在中断/事件发生时唤醒CPU；停止模式：允许以最小的功耗来保持SRAM和寄存器的内容。
[0035]所述无线通信模块连接到数据处理模块和远程协助模块，采用NRF24L01无线芯片，通过远程协助模块将异常情况上报给工程师或专门维护人员。
[0036]NRF24L01无线芯片是一款新型单片射频收发器件，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种视觉障碍者引导服务机器人，其特征在于：包括数据处理模块、定位导航模块、无线通信模块、语音交互模块以及驱动模块；所述数据处理模块与定位导航模块、无线通信模块、语音交互模块以及驱动模块之间均采用双向传输连接，负责控制机器人信息数据处理，协调各模块之间的工作配合。2.根据权利要求1所述的视觉障碍者引导服务机器人，其特征在于：所述定位导航模块包括摄像头单元、红外测距单元以及超声波避障单元，具有路径判断以及途中避障的能力；所述无线通信模块连接有远程协助模块，负责在机器人突发临时状况或视觉障碍者遇到困难时提供远程协助联系紧急帮助；所述语音交互模块负责接收语音指令，将接收到的语音指令传输至数据处理模块，等待下一步动作，实时提醒视觉障碍者位置变化，引导视觉障碍者行走；所述驱动模块连接到机器人的供电系统，使用两轮差速和规格统一的万向轮，负责协助视觉障碍者完成直行与转向的动作。3.根据权利要求2所述的视觉障碍者引导服务机器人，其特征在于：所述摄像头单元负责在行进过程中实时监测前方区域的障碍物，利用红外测距单元和超声波避障单元测量与障碍物之间的距离，连接数据处理模块后实时规划视觉障碍者的行走路线并语音提醒；同时摄像头...

【专利技术属性】
技术研发人员：李静，高明，王建华，马辰，
申请(专利权)人：山东新一代信息产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：