[发明专利]一种模块化的酒店搬运机器人系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种酒店行李快速高效搬运的机器人系统设计，具体为一种模块化的酒店搬运机器人系统。

背景技术

产品制造是机器人技术应用的主要领域。然而，近年来一些新的应用领域也在逐渐出现。这种新的领域体现在以提供服务性工作作为其特征，这种机器人通常被人们称之为服务机器人。服务机器人的应用范围广泛，主要从事助残恢复、医疗诊断、健康福利、家庭陪护等工作。近年来越来越多的国家重视服务机器人的发展，使其发展十分迅速，但是到目前为止服务机器人还没有一个严格的定义。根据国际标准ISO 8373：2012和国际机器人联合会(IRF)的定义：服务机器人是指具有全自主或半自主功能的机器人，它主要用于完成有益于人类健康的服务性工作，但从事生产的设备不在其范围之内。

近年来，随着计算机技术、自动化控制技术、信息通讯技术等的发展，使机器人进入人们日常生活，改变人的生活方式成为可能，对服务机器人的研究逐渐进入人们的视线，服务机器人从事范围涉及维护、陪护、清洁、运输、教育、导购、送餐等多方面。目前在酒店等服务行业，对服务机器人的需求比较大，而相应的服务机器人仍然处于初级研发和小规模的试用阶段，产品成熟度不够。在酒店等服务业，为客户提供周到、及时的服务一直是酒店提升竞争力、保持品牌信誉度的重要手段。从客人进入酒店，他的潜在的服务需求具有多样化的特点。如身份识别、迎宾、行李运输、查询预订房间、参会会议室号码、位置信息、导航等等，传统的酒店服务中，需多个部门多人对上述需求提供服务，服务效率低，对酒店管理者来说，人力成本高。因此，开发应用高端连锁酒店搬运机器人已成为一个迫切的需求。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种适应末端定位精度要求高，运行路径无固定线路的工作环境，以及便于酒店日常行李搬运，提高行李搬运效率，降低人力与引入成本的一种模块化的酒店搬运机器人系统，采用激光导航的方式实现系统的导航，其系统具体结构包括激光精确导航模块、底层控制模块、电梯交互模块以及可选的人机交互模块；

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种模块化的酒店搬运机器人系统，它包括激光导航模块、电梯交互模块、人机交互模块以及底层控制模块。激光导航模块包括工控机、激光雷达；底层控制模块包括STM32核心控制板、电机驱动器和编码器；电梯模块包括信号转换器和微型处理器；人机交互模块包括集成安卓系统的开发板、读卡器、语音交互单元和摄像头。

所述的激光导航模块用以实现构建环境二维地图、导航路径规划以及路径导航；激光导航模块实时加载导航地图，计算酒店搬运机器人当前的实时位姿及导航路径信息，将酒店搬运机器人实时位姿及导航路径信息传递给酒店搬运机器人主控制器的速度控制模块，根据酒店搬运机器人的速度信息进行闭环控制，使酒店搬运机器人按照既定的速度及路径运行。

所述的底层控制模块主要用于执行导航命令，是酒店搬运机器人的执行单元。底层控制模块中的STM32核心控制板直接与导航模块的工控机相连，编码器获得的电机运行数据直接与导航模块建立联系，便于实时调整系统参数提高导航精度。

所述的电梯交互模块是酒店搬运机器人主要用于跨楼层搬运，通过信息转换器可接受机器人发送来的楼层信息，传给微型处理器，控制电梯运动到达指定楼层。

所述的人机交互模块是酒店搬运机器人和用户建立联系的主要模块，在人机交互模块中不需要处理大量数据，只需要根据用户需求建立导航需求功能按钮，采用一键式操作，指引酒店搬运机器人完成运输任务，可选的语音交互单元提供了语音指令，使导航系统的实际使用更为便捷，读卡器方便客人读取信息，入住酒店。

优选的，所述工控机装载基于Linux的标准机器人操作系统ROS(Robot Operating System)，ROS作为目前机器人行业最热门的机器人控制系统，保证的系统的稳定性。

进一步的，所述工控机分别与STM32核心控制板，不需要中间的过度装置，既保证各个子模块互不干扰又使得导航系统更加紧凑，导航定位之间的数据传输更加快速。

优选的，所述激光导航模块，角度获取能够准确得到角度数据，精度为±0.1度，机器人定位系统可准确推算出所有采样时刻的位置和姿态，精度达到±5mm，导航系统导航精度可达±10mm。

优选的，所述电梯交互模块，机器人能够通过wifi发送消息给电梯，控制电梯开门、关门以及到达指定楼层。