[实用新型]一种基于Kinect的智能扫地机器人避障系统

说明书

本实用新型涉及一种基于Kinect的智能扫地机器人避障系统，属于人工智能控制技术领域。本实用新型包括：Kinect摄像头模块、PC平台、树莓派、扫地机器人行走控制模块、802.11n无线通信模块。所述基于Kinect和树莓派的扫地机器人避障系统包括以下工作过程：在扫地机器人运行之前和运行过程中，利用Kinect摄像头模块获取带有景深信息的三维图像，并利用PC平台将从Kinect摄像头模块中获取的三维图像进行建模，通过栅格化算法对室内环境进行建模，从而通过树莓派，利用扫地机器人行走控制模块控制扫地机器人行走方向。

技术领域

本实用新型涉及一种基于Kinect的智能扫地机器人避障系统，属于人工智能控制技术领域。

背景技术

随着信息技术的发展与我国人民生活水平的提高，越来越多的家庭开始使用扫地机器人来帮助完成家中的清洁工作。由于扫地机器人在运行过程中，所采用的吸尘装置常常发出较大的噪音，大部分用户习惯于在上班或出门时，通过定时装置让扫地机器人自动完成扫地任务。

目前市场上流行的扫地机器人自动扫地系统，多采用碰撞感应器进行障碍判断，即被动地在碰撞后切换工作路径。这类方案无法准确得到障碍物的位置和体积，从而无法记录障碍物的地点，因此存在清洁效率低下、覆盖率低的特点。且时常会发生在角落卡死、材质较软的障碍无法感应到，或因莽撞前进而与易碎品发生碰撞，从而造成危险或财产损失。

因此，对于扫地机器人，需要在其现有的障碍物规避方法基础上，开发出一种经济实用的智能环境地图绘制方法，来减少碰撞、提高清扫覆盖率，减轻用户的劳动负担。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于Kinect和树莓派的智能扫地机器人避障系统，通过测量障碍物的距离准确的发现障碍物，并通过格栅化算法绘制环境地图，规划合理的工作路线，使扫地机器人在运行过程过有效的规避障碍物。

本实用新型的技术方案是：一种基于Kinect和树莓派的智能扫地机器人避障系统，包括Kinect摄像头装置1、PC平台2、树莓派3、扫地机器人行走控制模块4、802.11n无线通信模块5。其中，Kinect摄像头装置1通电后，将得到的带有障碍物距离的信息传送给PC平台2；PC平台2通过栅格化算法，绘制出环境地图，并规划工作路线，然后通过802.11n无线通信模块5将路线信息传送到树莓派3，树莓派3代3通过扫地机器人行走控制模块4控制扫地机器人行走。

进一步地，所述的Kinect摄像头装置1具体指Microsoft Kinect for Windows摄像头，包括RGB 彩色摄影机、红外线发射器、红外线CMOS 摄影机。在扫地机器人行走开始前及行走过程中，全程将所获取到的障碍物距离信息，传送到PC平台2。

进一步地，所述PC平台2采用Intel Compute Stick设备，包括Atom Z3735F处理器，2GB DDR3内存，32GB eMMC、802.11n无线通信模块，运行Windows 8.1操作系统。

进一步地，所述树莓派3具体指树莓派A型，包括Broadcom BCM2835 SOC、USB接口，802.11n无线通信模块采用Qualcomm AR9271芯片，通过GPIO供电。

进一步地，所述Kinect摄像头装置1通过USB接口与PC平台2连接，PC平台2通过802.11n无线通信模块与树莓派3进行数据传输，树莓派3通过GPIO端口与机器人行走控制模块4连接。

工作时，在扫地机器人运行之前和运行过程中，利用Kinect摄像头模块获取带有景深信息的三维图像，并利用PC平台将从Kinect摄像头模块中获取的三维图像进行建模，通过栅格化算法对室内环境进行建模，从而通过树莓派，利用扫地机器人行走控制模块控制扫地机器人行走方向。

本实用新型的有益效果是：