基于多传感技术融合一体的智能行走机器人.pdf

《基于多传感技术融合一体的智能行走机器人.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于多传感技术融合一体的智能行走机器人.pdf（11页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910858466.8 (22)申请日 2019.09.11 (71)申请人 珠海市众创芯慧科技有限公司 地址 519090 广东省珠海市金湾区红旗镇 珠海大道6366号6#厂房2层208室-5 申请人 珠海市共创未来人工智能研究院有 限公司 (72)发明人 黄进财廖建飞梁炳东戴冰鸿 万安郑婉君褚云云 (74)专利代理机构 广州嘉权专利商标事务所有 限公司 44205 代理人 梁嘉琦 (51)Int.Cl. B25J 5/00(2006.01) B25J 9/16(2006。

2、.01) G01C 21/20(2006.01) G05D 1/02(2020.01) (54)发明名称 一种基于多传感技术融合一体的智能行走 机器人 (57)摘要 本发明公开了一种基于多传感技术融合一 体的智能行走机器人， 包括运动部件、 激光传感 器、 图像传感器、 5G通信模块、 定位模块、 神经网 络计算模块、 中央处理单元和驱动控制器， 所述 图像传感器获得外部环境的平面图像， 所述激光 传感器对当前图像进行深度识别， 结合所述神经 网络计算模块以及能够高精度定位5G通信模块 自动构建室内3D地图。 本发明一方面利用5G密集 组网的特点实现室内高精度定位， 克服了传统定 位方式成本高。

3、、 精度低的问题， 另一方面利用激 光传感器和图像传感器结合实现快速的室内地 图绘制， 使地图的绘制精度更高， 最后采用神经 网络计算模块快速识别当前环境中各种障碍物 和路径， 实现了快速适应新环境的功能。 权利要求书2页 说明书4页 附图4页 CN 110712187 A 2020.01.21 CN 110712187 A 1.一种基于多传感技术融合一体的智能行走机器人， 其特征在于： 包括 运动部件， 用于根据指令在室内进行移动； 激光传感器， 用于投射到外部环境中获得距离信息； 图像传感器， 用于拍摄外部环境并对外部环境进行图像识别； 5G通信模块， 用于连接5G的室内分布信号， 从而接。

4、收外部控制指令和辅助定位； 定位模块， 用于结合所述5G通信模块进行室内精确定位； 神经网络计算模块， 用于根据采集到的信息快速构建室内地图； 中央处理单元， 用于协调处理各种信息和统一控制各部件执行相应的指令； 驱动控制器， 用于根据所述中央处理单元驱动所述运动部件进行移动； 所述5G通信模块和定位模块连接， 所述5G通信模块和定位模块均连接到所述中央处理 单元的定位端口， 所述驱动控制器连接所述中央处理单元的驱动引脚， 所述激光传感器和 图像传感器分别连接所述中央处理单元的图像处理引脚， 所述5G通信模块和定位模块分别 连接所述中央处理单元的通信引脚， 所述神经网络计算模块连接所述中央处理。

5、单元的协处 理引脚； 所述图像传感器获得外部环境的平面图像， 所述激光传感器对当前图像进行深度识 别， 结合所述神经网络计算模块以及能够高精度定位5G通信模块自动构建室内3D地图。 2.根据权利要求1所述的一种基于多传感技术融合一体的智能行走机器人， 其特征在 于： 所述运动部件包括外壳(100)和设置在所述外壳(100)底部的滚轮机构(200)， 所述激光 传感器、 图像传感器、 5G通信模块、 定位模块、 神经网络计算模块、 中央处理单元和驱动控制 器均设置在所述外壳(100)内部， 所述驱动控制器连接所述滚轮机构(200)。 3.根据权利要求2所述的一种基于多传感技术融合一体的智能行走机。

6、器人， 其特征在 于： 所述5G通信模块包括一条以上接收天线(300)， 所述外壳(100)的一侧设置有用于穿过 所述接收天线(300)的安装位(310)， 所述接收天线(300)为可弯折式天线， 所述接收天线 (300)的一端穿入所述安装位(310)。 4.根据权利要求3所述的一种基于多传感技术融合一体的智能行走机器人， 其特征在 于： 还包括紧急停止按钮(400)， 所述紧急停止按钮(400)设置所述外壳(100)的表面， 并且 与所述接收天线(300)处于的同一侧。 5.根据权利要求2所述的一种基于多传感技术融合一体的智能行走机器人， 其特征在 于： 还包括用于照明的探照灯(500)， 。

7、所述探照灯(500)设置在所述外壳(100)的侧面， 所述 探照灯(500)为长条形并且设置为两个， 所述探照灯(500)横向设置且互相平行， 设置有所 述探照灯(500)的侧面为所述滚轮机构(200)的常规前进方向。 6.根据权利要求2所述的一种基于多传感技术融合一体的智能行走机器人， 其特征在 于： 还包括USB接口(600)， 所述USB接口(600)设置在所述外壳(100)的顶部。 7.根据权利要求1所述的一种基于多传感技术融合一体的智能行走机器人， 其特征在 于： 所述图像传感器包括： 区域划分单元， 用于自动识别当前图像中的障碍物； 预处理单元， 用于初步降噪和去掉当前图像中的无关。

8、信息； 特征提取单元， 用于提取当前图像中的可通行位置的特征信息； 所述区域划分单元、 预处理单元和特征提取单元依次连接， 所述特征提取单元连接所 权利要求书 1/2 页 2 CN 110712187 A 2 述中央处理单元。 权利要求书 2/2 页 3 CN 110712187 A 3 一种基于多传感技术融合一体的智能行走机器人 技术领域 0001 本发明涉及智能导航设备领域， 特别是一种基于多传感技术融合一体的智能行走 机器人。 背景技术 0002 随着智能导航的兴起， 导航设备或者无人设备的识别能力都发生了很大的变化， 而智能导航的识别能力取决于集成在设备上的采集设备和数据处理芯片， 目。

9、前针对室内定 位的导航设备， 依靠传统定位技术的情况下定位偏差很大， 需要依靠多种传感器多次采集 数据， 再利用数据处理芯片绘制出室内地图， 但是这种室内导航设备在更换工作环境后需 要花一段时间重新绘制地图， 系统进入正常工作状态慢并且容易定位错误。 发明内容 0003 为解决上述问题， 本发明的目的在于提供一种基于多传感技术融合一体的智能行 走机器人， 能够精确进行室内定位和快速识别环境图像， 从而能够快速完成地图绘制。 0004 本发明解决其问题所采用的技术方案是： 0005 一种基于多传感技术融合一体的智能行走机器人， 包括： 0006 运动部件， 用于根据指令在室内进行移动； 0007。

10、 激光传感器， 用于投射到外部环境中获得距离信息； 0008 图像传感器， 用于拍摄外部环境并对外部环境进行图像识别； 0009 5G通信模块， 用于连接5G的室内分布信号， 从而接收外部控制指令和辅助定位； 0010 定位模块， 用于结合所述5G通信模块进行室内精确定位； 0011 神经网络计算模块， 用于根据采集到的信息快速构建室内地图； 0012 中央处理单元， 用于协调处理各种信息和统一控制各部件执行相应的指令； 0013 驱动控制器， 用于根据所述中央处理单元驱动所述运动部件进行移动； 0014 所述5G通信模块和定位模块连接， 所述5G通信模块和定位模块均连接到所述中央 处理单元的。

11、定位端口， 所述驱动控制器连接所述中央处理单元的驱动引脚， 所述激光传感 器和图像传感器分别连接所述中央处理单元的图像处理引脚， 所述5G通信模块和定位模块 分别连接所述中央处理单元的通信引脚， 所述神经网络计算模块连接所述中央处理单元的 协处理引脚； 0015 所述图像传感器获得外部环境的平面图像， 所述激光传感器对当前图像进行深度 识别， 结合所述神经网络计算模块以及能够高精度定位5G通信模块自动构建室内3D地图。 0016 进一步， 所述运动部件包括外壳和设置在所述外壳底部的滚轮机构， 所述激光传 感器、 图像传感器、 5G通信模块、 定位模块、 神经网络计算模块、 中央处理单元和驱动控。

12、制器 均设置在所述外壳内部， 所述驱动控制器连接所述滚轮机构。 0017 进一步， 所述5G通信模块包括一条以上接收天线， 所述外壳的一侧设置有用于穿 过所述接收天线的安装位， 所述接收天线为可弯折式天线， 所述接收天线的一端穿入所述 说明书 1/4 页 4 CN 110712187 A 4 安装位。 0018 进一步， 还包括紧急停止按钮， 所述紧急停止按钮设置所述外壳的表面， 并且与所 述接收天线处于的同一侧。 0019 进一步， 还包括用于照明的探照灯， 所述探照灯设置在所述外壳的侧面， 所述探照 灯为长条形并且设置为两个， 所述探照灯横向设置且互相平行， 设置有所述探照灯的侧面 为所述。

13、滚轮机构的常规前进方向。 0020 进一步， 所述图像传感器包括： 0021 区域划分单元， 用于自动识别当前图像中的障碍物； 0022 预处理单元， 用于初步降噪和去掉当前图像中的无关信息； 0023 特征提取单元， 用于提取当前图像中的可通行位置的特征信息； 0024 所述区域划分单元、 预处理单元和特征提取单元依次连接， 所述特征提取单元连 接所述中央处理单元。 0025 本发明实施例中提供的一个或多个技术方案， 至少具有如下有益效果： 一方面利 用5G密集组网的特点实现室内高精度定位， 克服了传统定位方式成本高、 精度低的问题， 另 一方面利用激光传感器和图像传感器结合实现快速的室内地。

14、图绘制， 使地图的绘制精度更 高， 最后采用神经网络计算模块快速识别当前环境中各种障碍物和路径， 实现了快速适应 新环境的功能。 附图说明 0026 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 0027 图1是本发明实施例的模块连接示意图； 0028 图2是本发明实施例的立体结构图a； 0029 图3是本发明实施例的立体结构图b； 0030 图4是本发明实施例的后视图。 具体实施方式 0031 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合附图及实施例， 对 本发明进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明， 并不 用于限定本发明。 需要说明的是， 。

15、如果不冲突， 本发明实施例中的各个特征可以相互结合， 均在本发明的保护范围之内。 0032 目前， 4G的定位技术主要卫星定位为主， 多种定位技术间缺乏有机的和深层次的 融合， 只能解决定位精度或适用范围等某一方面的问题， 缺乏一种能够将多种定位技术融 合在一起的、 全面的、 系统的、 层次化的融合定位技术架构。“融合定位” 是5G高精度定位的 主要趋势， 面向5G的融合定位需要在定位精度及覆盖范围上实现定位性能的整体提升。 利 用5G技术将实现密集组网， 基站密度显著提高， 用户信号可被多个基站同时接收到， 这将有 利于多基站协作实现高精度定位。 0033 另一方面， 目前室内导航在地图绘制。

16、方面， 比较成熟的方案是激光雷达结合SLAM 技术， SLAM技术有一定的算法局限性， 对于新地图区域需要重新适应周围环境， 但是室内布 置设计基本遵循一些原则， 并且也有一些相同或相似的物品， 采用SLAM技术重新绘制地图 说明书 2/4 页 5 CN 110712187 A 5 花费的时间较多， 采用神经网络深度学习， 能够自行识别和存储常规环境特征， 减小进入新 环境后的计算量， 大大加快机器人的适应速度。 0034 基于上述原因， 参照图1， 本发明的一个实施例提供了一种基于多传感技术融合一 体的智能行走机器人， 包括： 0035 运动部件， 用于根据指令在室内进行移动； 0036 激。

17、光传感器， 用于投射到外部环境中获得距离信息； 0037 图像传感器， 用于拍摄外部环境并对外部环境进行图像识别； 0038 5G通信模块， 用于连接5G的室内分布信号， 从而接收外部控制指令和辅助定位； 0039 定位模块， 用于结合所述5G通信模块进行室内精确定位； 0040 神经网络计算模块， 用于根据采集到的信息快速构建室内地图； 0041 中央处理单元， 用于协调处理各种信息和统一控制各部件执行相应的指令； 0042 驱动控制器， 用于根据所述中央处理单元驱动所述运动部件进行移动； 0043 所述5G通信模块和定位模块连接， 所述5G通信模块和定位模块均连接到所述中央 处理单元的定位。

18、端口， 所述驱动控制器连接所述中央处理单元的驱动引脚， 所述激光传感 器和图像传感器分别连接所述中央处理单元的图像处理引脚， 所述5G通信模块和定位模块 分别连接所述中央处理单元的通信引脚， 所述神经网络计算模块连接所述中央处理单元的 协处理引脚； 0044 所述图像传感器获得外部环境的平面图像， 所述激光传感器对当前图像进行深度 识别， 结合所述神经网络计算模块以及能够高精度定位5G通信模块自动构建室内3D地图。 0045 参照图2-4， 所述运动部件包括外壳100和设置在所述外壳100底部的滚轮机构 200， 所述激光传感器、 图像传感器、 5G通信模块、 定位模块、 神经网络计算模块、 。

19、中央处理单 元和驱动控制器均设置在所述外壳100内部， 所述驱动控制器连接所述滚轮机构200。 值得 注意的是， 本发明实施例的激光传感器的图像传感器的数量均不止一个， 由于智能行走机 器人需要对周围的环境进行观察， 因此激光传感器的图像传感器需要分布在外壳100的周 围。 本实施例中， 外壳100的形状参照图2， 以弧形面向外的方向作为前进方向。 0046 所述5G通信模块包括一条以上接收天线300， 所述外壳100的一侧设置有用于穿过 所述接收天线300的安装位310， 所述接收天线300为可弯折式天线， 所述接收天线300的一 端穿入所述安装位310。 本实施例中， 所述接收天线300的。

20、数量设置为两根。 0047 还包括紧急停止按钮400， 所述紧急停止按钮400设置所述外壳100的表面， 并且与 所述接收天线300处于的同一侧。 还包括用于照明的探照灯500， 所述探照灯500设置在所述 外壳100的侧面， 所述探照灯500为长条形并且设置为两个， 所述探照灯500横向设置且互相 平行， 设置有所述探照灯500的侧面为所述滚轮机构200的常规前进方向。 0048 所述图像传感器包括： 0049 区域划分单元， 用于自动识别当前图像中的障碍物； 0050 预处理单元， 用于初步降噪和去掉当前图像中的无关信息； 0051 特征提取单元， 用于提取当前图像中的可通行位置的特征信息。

21、； 0052 所述区域划分单元、 预处理单元和特征提取单元依次连接， 所述特征提取单元连 接所述中央处理单元。 0053 本发明的实施例提出了一种多个传感器结合的智能行走机器人， 一方面利用5G密 说明书 3/4 页 6 CN 110712187 A 6 集组网的特点实现室内高精度定位， 克服了传统定位方式成本高、 精度低的问题， 另一方面 利用激光传感器和图像传感器结合实现快速的室内地图绘制， 使地图的绘制精度更高， 最 后采用神经网络计算模块快速识别当前环境中各种障碍物和路径， 实现了快速适应新环境 的功能。 0054 以上所述， 只是本发明的较佳实施例而已， 本发明并不局限于上述实施方式， 只要 其以相同的手段达到本发明的技术效果， 都应属于本发明的保护范围。 说明书 4/4 页 7 CN 110712187 A 7 图1 说明书附图 1/4 页 8 CN 110712187 A 8 图2 说明书附图 2/4 页 9 CN 110712187 A 9 图3 说明书附图 3/4 页 10 CN 110712187 A 10 图4 说明书附图 4/4 页 11 CN 110712187 A 11 。