[发明专利]智能物品投递机器人装置及其控制方法

摘要

本发明提供了一种智能物品投递机器人装置及其控制方法，该机器人装置包括底座、储物格、平板电脑、主支撑杆、第二支撑杆、主摄像头组件、主电源充电插头，通过硬件组件与平板电脑中的软件系统的工作配合，利用声音音源判断、语音播报、语音识别、人脸图像识别、机电运动控制技术，可以实现整机自主移动、识别人群、识别声音来源、人机互动、开关储物格、语音播报、自动升降调节、自动导航、自主充电、自主送件上门等功能。

主权项

1.一种智能物品投递机器人控制方法，应用于一种智能物品投递机器人装置，装置包括：底座，所述底座包括可充电电池、位于底部的四个机械式360度导向轮和一个电动驱动360度导向动力轮，所述可充电电池用于为机器人提供动力，所述电动驱动360度导向动力轮驱动机械式360度导向轮，实现机器人的前进、后退或停止；储物格，所述储物格设置于底座上端，所述储物格设置有门和电控锁，所述电控锁与可充电电池电连接，通过安装于平板电脑的软件系统，控制门的打开和关闭；平板电脑，所述平板电脑通过主支撑杆与底座连接，位于储物格上端，所述平板电脑包括触控屏、麦克风、摄像头、扬声器，所述触控屏用于实现与操作人员的数据交互，所述麦克风用于采集音频信息，所述摄像头用于监控、采集人脸图像，所述扬声器用于播放音频信息；所述平板电脑安装有软件系统，所述软件系统用于实现人机之间、本机器人与外接的远程服务器之间的信息数据交互与通讯、储物格电控锁的开关控制、声音图像识别处理、移动导航控制、以及设置预警电量阈值；主支撑杆，设置于底座和平板电脑之间，所述主支撑杆为电动可伸缩杆，用于连接底座和平板电脑，自动调节平板电脑与地面间的高度，以适应不同年龄段身高的人群便捷使用；第二支撑杆，设置于底座和主摄像头组件之间，所述第二支撑杆为电动伸缩杆，用于连接底座和主摄像头组件，以及通过第二支撑杆的升降，使主电源充电插头对准需要对接的设备；主摄像头组件，所述主摄像头组件通过第二支撑杆与底座连接，所述主摄像头组件包括与第二支撑杆连接的360度水平旋转电机，和安装于360度水平旋转电机上的主摄像头，所述主摄像头内置距离传感器，用于采集采集人与本机器人、本机器人与其它设备设施间的距离信息，以及在360度水平旋转电机的控制下实现充电孔寻位、电梯按钮寻位、楼层识别的功能，所述距离信息为物体到机器人的距离；所述主摄像头在不需要充电时对准前方，当需要充电时，通过主摄像头采集到的图像信息寻找到充电孔，并在充电孔的距离信息小于第一距离阈值时，由360度水平旋转电机控制主电源充电插头对准充电孔；主电源充电插头，所述主电源充电插头与360度水平旋转电机连接，与可充电电池电连接，用于受360度水平旋转电机带动旋转，对准充电孔并插入，给可充电电池充电，其特征在于，包括：自主移动步骤：通过麦克风获取声音来源信息，判断是否有来人，并确定来人方向；根据声音来源信息，控制并通过360度水平旋转电机控制主摄像头旋转、面向来人方向，采集图像信息，并同步通过距离传感器采集来人的距离信息；根据图像信息和距离信息，控制机器人前进、后退或停止移动；投件步骤：当来人为快递员时，根据图像信息和距离信息，判断快递员与主摄像头的高度匹配结果；根据所述高度匹配结果，控制第二支撑杆执行升降操作，直到快递员与主摄像头的高度匹配，同步控制主支撑杆执行升降，以匹配快递员操作平板电脑的最佳高度；通过平板电脑的摄像头扫描快递员提供的投件二维码或投件条形码，控制与投件二维码或投件条形码相应的储物格的电控锁打开；或者，通过平板电脑的触控屏接收快递员输入的投件密码，控制与投件密码相应的储物格的电控锁打开；所述投件密码、二维码、条形码，通过软件系统与远程服务器间的数据交互，获得快递单信息后匹配获取，或者通过软件系统中预设的快递员会员账号密码匹配获取，在工作状态下，已注册软件系统会员的快递员通过远程登录软件系统，提前预订储物格，通过投件密码直接打开已预订的储物格；储物格关闭后，软件系统向发件人发送投递成功物流信息，同时向收件人发送包含取件密码的取件通知短信或软件系统内的消息，或者包含取件二维码、取件密码的取件通知短信或软件系统内的消息；自行取件步骤：当来人为收件人时，根据图像信息和距离信息，判断收件人与主摄像头的高度匹配结果；根据所述高度匹配结果，控制第二支撑杆执行升降操作，直到收件人与主摄像头的高度匹配，同步控制主支撑杆执行升降，以匹配收件人操作平板电脑的最佳高度；通过平板电脑的摄像头扫描收件人提供的取件二维码，控制与该取件二维码相应的储物格的电控锁打开；或者，通过平板电脑的触控屏接收收件人输入的取件密码，控制与取件密码相应的储物格的电控锁打开；在储物格关闭后间隔预设的取件完成节点时间，通过软件系统向快递员和发件人发送确认取件的短信或者软件系统内的取件消息；自主送件步骤：机器人接收收件人通过短信息或软件系统内发送的送货上门通知信息；当机器人处于被人操作的工作状态时，软件系统自动向收件人发送延时送货通知信息，并在无人操作时向收件人发送正在上门确认信息；通过软件系统查询收件地址信息和收件人电话号码；所述收件地址信息包括收件楼层号、收件房号；在送货过程中，通过主摄像头采集前方的图像信息，通过平板电脑的摄像头采集前下方的图像信息，当前方的图像信息中出现规避型障碍物时，通过距离传感器采集所述规避型障碍物的距离信息，根据前方的图像信息、前下方的图像信息，对所述规避型障碍物进行障碍物主动规避；所述规避型障碍物为人员或中大型物件；通过主摄像头寻找电梯按钮，控制机器人移动和第二支撑杆的升降，通过360度水平旋转电机带动主电源充电插头旋转、对准电梯按钮，软件系统根据距离传感器实时采集的电梯按钮的距离信息，控制机器人向前移动，按下电梯按钮；通过主摄像头识别与收件楼层号相应的楼层按钮，控制机器人移动和第二支撑杆的升降，通过360度水平旋转电机带动主电源充电插头旋转、对准楼层按钮，软件系统根据距离传感器实时采集的与收件楼层号相应的楼层按钮的距离信息，控制机器人向前移动，按下与收件楼层号相应的楼层按钮；通过主摄像头监控是否到达相应楼层，当主摄像头被遮挡时，通过扬声器播放语音求助信息，根据麦克风采集到的音频信息确认是否到达相应楼层，或者通过自动升降第二支撑杆寻找机器人专用楼层识别标志，确认是否到达相应楼层；通过软件系统查询当前楼层的房号分布图和路线图，在到达楼层后，根据房号分布图、路线图，通过主摄像头和软件系统进行定位，找到与收件房号相应的房号；在机器人与收件地址信息的距离为第二距离阈值时，向收件人发送送货到达短信息、在软件系统内向收件人发送送货到达通知信息或者拨打收件人电话；进入自行取件步骤；充电步骤：当可充电电池的电量到达预警电量阈值时，机器人通过主摄像头360度旋转采集周边环境图像信息，与软件系统中预存的环境图片进行识别匹配，以控制机器人的移动与回位，当图像信息中出现充电孔时，通过图像识别判断距离，控制机器人的移动和第二支撑杆的升降，当机器人距离充电孔所在墙体达到预设的距离阈值时，通过距离传感器采集机器人到充电孔的距离信息、并结合图像处理数据计算出机器人到充电孔的精确距离信息，控制机器人移动和第二支撑杆的升降，通过360度水平旋转电机带动主电源充电插头旋转、对准充电孔，软件系统根据距离传感器实时采集的充电孔的距离信息，控制机器人向前移动，插入充电孔。