[发明专利]一种室内导盲机器人

说明书

本发明公开了一种室内导盲机器人，机器人终端采集激光测距数据、前往地点数据、位姿数据、周围信息数据和里程计数据，并将采集到的激光测距数据、前往地点数据、位姿数据、周围信息数据和里程计数据上传至导盲决策层，并根据导盲决策层的控制信息进行响应，进行机器人的移动来为盲人的行进提供引导作用；导盲决策层包括自主建图、自主定位、智能导盲、人机交互四大功能。本发明引入了ROS和SLAM；同时加入了语音交互及震动助杖改善用户体验，它既能通过构图、重定位、路径规划和运动控制协助盲人更快更好地到达目的地；融入的震动交互把手和语音交互功能，使得人机交互体验更好。

技术领域

本发明涉及服务机器人技术领域，具体涉及一种室内导盲机器人。

背景技术

在我国有500万人的盲人群体，低视力者也有数百万之多，这组数字高居世界之首，并且每年都在增长。视觉障碍群体的扩大，带来了导盲设施市场的需求增长；不仅如此，随着城市建设的不断提升，人们的居住环境也在发生着变化，传统的导盲设备已经无法满足这种改变。目前，全球各国关于导盲辅助方面的研究工作已经展开，研究重点集中在手杖类行进辅具研究、穿戴式行进辅具研究，以及移动式行进辅具三方面。

早在2010年日本就研发出了电子导盲杖，利用超声波感应器让视障人群感受到障碍物，并通过震动手柄对用户进行有效提醒。而美国开发的腰带式行动辅具，则是借助超声波为用户营造出区域全景地图，让视障人士“重获双眼”。此外，国外对于智能手推车、智能轮椅等的研发，也为移动式导盲辅具研发提供基础和帮助。

但是，上述公司产品要么只能针对单一环境进行引导，要么在人机交互方面体验极差。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种室内导盲机器人。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一种室内导盲机器人，包括：

机器人终端，用于采集激光测距数据、前往地点数据、位姿数据、周围信息数据和里程计数据，并将采集到的激光测距数据、前往地点数据、位姿数据、周围信息数据和里程计数据上传至导盲决策层，并根据导盲决策层的控制信息进行响应，进行机器人的移动来为盲人的行进提供引导作用；

导盲决策层，用于在构图阶段将收取到的激光测距数据转换为栅格地图，进而构造了实际场景的全局地图；在定位阶段，利用粒子滤波的思想对接收到的激光测距数据和位姿数据进行融合，进而估算出机器人及盲人当前最可能处于的位置，为导盲决策层提供位置参考；将接收到地点数据进行语音识别API服务对语音信息进行识别处理得到用户需要前往的地点，并通过Voice_send节点发布信息到导盲任务栈；并实时播报前进路况信息给盲人供盲人对紧急情况提前做好应对措施；利用粒子滤波的思想将激光测距数据、里程计数据、位姿数据进行融合，对导盲机器人的位置及航向角进行估算，通过move_base包获取周围信息生成全局与局部代价地图，使用A*算法完成路径全局规划，规划出躲避障碍物引导盲人走向目标地点的最优路线；最优路线将通过base_control包将运动期望线速度和自旋速度下发到机器人终端。

进一步地，所述机器人终端包括：

激光雷达，用于采集激光测距数据，并将采集到的激光测距数据上传至导盲决策层；

语音传感器，用于用户进行语音输入告知机器人其要前往的地点，并将前往地点数据上传至导盲决策层；

陀螺仪，用于采集位姿数据，并将采集到的位姿数据上传至导盲决策层；

摄像头，用于采集周围信息数据，并将采集到的周围信息数据上传至导盲决策层；

运动平台，用于采集里程计原始信息，根据采集到的里程计原始信息估算机器人状态，将机器人状态数据上传至导盲决策层作为里程计数据，并根据导盲决策层的控制信息进行响应，进行机器人的移动来为盲人的行进提供引导作用。