移动机器人的制作方法

1.本技术涉及智能移动设备技术领域，更具体地说，是涉及一种移动机器人。


背景技术：

2.目前，机器人技术趋于成熟，越来越被市场认可，越来越多的机器人出现在人们的日常生活中，承担着越来越多的工作。例如，在酒店、火车站以及机场等场所中出现了专门搬运行李的搬运机器人和餐厅服务机器人，以及在医院中出现了搬运医疗垃圾的搬运机器人，而移动机器人能够进行自主探索和定位，具有创建地图、路径规划、智能跟随、自动避障等功能，是研究最为广泛的移动机器人。
3.现有的移动机器人，一般在底盘的前侧上采用单个深度视觉传感器和单个激光雷达，对移动机器人前方路障进行扫描避障，单个深度视觉传感器和单个激光雷达的设置使移动机器人运行正前方的盲区范围大，激光雷达扫描存在很大盲区，容易导致移动机器人在行走时发生碰撞，同时，移动机器人运行后方均为盲区，使其不能实现移动机器人前后双向行走。
4.综上所述，现有的移动机器人通过单个深度视觉传感器和激光雷达设置在底盘的前侧，存在移动机器人行走的盲区范围大且不能实现移动机器人前后双向行走的问题。


技术实现要素：

5.本技术实施例的目的在于提供一种移动机器人，旨在解决现有技术中移动机器人通过单个深度视觉传感器和激光雷达设置在底盘的前侧，导致移动机器人行走的盲区范围大且不能实现移动机器人前后双向行走的技术问题。
6.为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：提供一种移动机器人，包括：
7.移动底盘；
8.机身，所述机身设置于所述移动底盘的上方；
9.至少两个激光雷达，至少两个所述激光雷达沿所述移动底盘的周向设置，以实现至少两个所述激光雷达用于扫描所述移动底盘的周向方向的障碍物；
10.至少两个视觉图像采集单元，至少一个所述视觉图像采集单元设置于所述底盘和至少一个所述图像采集单元设置于所述机身，通过至少两个所述视觉图像采集单元采集所述移动机器人行走路径上竖直方向的障碍物；
11.控制单元，所述控制单元分别与所述激光雷达、所述视觉图像采集单元和所述移动底盘连接，且根据至少两个所述激光雷达的扫描信息和至少两个所述视觉图像采集单元的采集信息控制所述移动底盘移动。
12.在本技术的一些实施例中，所述移动底盘为矩形移动底盘，且两个所述激光雷达分别设置于所述矩形移动底盘的对角线上，并靠近所述矩形移动底盘的边角处。
13.在本技术的一些实施例中，所述机身的前侧和所述机身的后侧分别设置有至少一个所述视觉图像采集单元，用于采集所述机身前侧竖直方向的障碍物。
14.在本技术的一些实施例中，设置于所述机身前侧和所述机身后侧的所述视觉图像采集单元的采集方向与垂直水平面的方向之间的夹角为预设角度范围。
15.在本技术的一些实施例中，所述预设角度范围为50度至60度。
16.在本技术的一些实施例中，所述移动底盘的前侧设置有两个所述视觉图像采集单元，且位于所述激光雷达的下方。
17.在本技术的一些实施例中，两个所述视觉图像采集单元的采集方向之间形成预设夹角。
18.在本技术的一些实施例中，所述预设夹角为钝角。
19.在本技术的一些实施例中，所述移动底盘的后侧设置有至少一个所述视觉图像采集单元。
20.在本技术的一些实施例中，所述视觉图像采集单元为视觉传感器。
21.本技术提供的移动机器人的有益效果在于：与现有技术相比，本技术的移动机器人，通过在移动底盘的周向间隔地安装至少两个激光雷达，使其在移动时对移动底盘的周向进行去全方面的扫描，减少移动底盘移动方向的盲区，进而避免碰撞障碍物，同时，在移动底盘和机身上分别至少安装一个视觉图像采集单元，用于采集移动机器人行走路径上竖直方向的障碍物，这样可以对移动机器人行走路径上较高的障碍物和台阶或低洼的场景进行扫描，避免机身碰撞到具有一定高度的障碍物或跌落到台阶情况发生，进行减少行走路径的盲区。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本技术的一个实施例提供的移动机器人的一视角立体结构示意图；
24.图2是本技术的一个实施例提供的移动机器人的另一视角立体结构示意图；
25.图3是图2中的移动机器人a部的放大结构示意图；
26.图4是图2中的移动机器人b部的放大结构示意图；
27.图5是本技术的一个实施例提供的移动机器人的一视角结构示意图；
28.图6是本技术的一个实施例提供的移动机器人的另一视角结构示意图；
29.图7是本技术的一个实施例提供的移动机器人的控制原理示意图。
30.上述附图所涉及的标号明细如下：
[0031]1‑
移动底盘；
[0032]2‑
机身；
[0033]3‑
激光雷达；
[0034]4‑
视觉图像采集单元；
[0035]5‑
控制单元。
具体实施方式
[0036]
为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术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仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0037]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0038]
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0039]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0040]
为了说明本技术所述的技术方案，以下结合具体附图及实施例进行详细说明。
[0041]
如图1至图7所示，本技术的一个实施例提供了移动机器人，包括移动底盘1、机身2、至少两个激光雷达3、至少两个视觉图像采集单元4和控制单元5，所述机身2设置于所述移动底盘1的上方；至少两个激光雷达3沿所述移动底盘1的周向设置，以实现所述至少两个激光雷达3用于扫描所述移动底盘1的周向方向的障碍物；至少一个所述视觉图像采集单元4设置于所述底盘和至少一个所述图像采集单元设置于所述机身2，通过至少两个视觉图像采集单元4采集所述移动机器人行走路径上竖直方向的障碍物；所述控制单元5分别与所述激光雷达3、所述视觉图像采集单元4和所述移动底盘1连接，且根据至少两个激光雷达3的扫描信息和至少两个视觉图像采集单元4的采集信息控制所述移动底盘1移动。
[0042]
具体地，如图2所示，在所述移动底盘1的前侧安装一个激光雷达3，在移动底盘1的后侧安装一个激光雷达3，两个激光雷达3的扫描范围可设计成覆盖移动底盘1的周向，使其移动机器人在二维空间，也就是水平面的方向上盲区为零，同时，在机身2的前侧设置一个视觉图像采集单元4，该视觉采集单元靠近机身2的顶部设置，对高度高于激光雷达3的扫描高度的障碍物进行扫描，另外在移动底盘1的前侧设置至少一个视觉图像采集单元4，该视觉图像采集单元4位于激光雷达3的下方，该视觉图像采集单元4可以针对低于激光雷达3的扫描高度的障碍物进行扫描，弥补了激光雷达3扫描不到的区域，这样可以在移动机器人行走路径的三维空间上进行深度视觉扫描，也就是在垂直于水平面的竖直方向进行深度视觉扫描，进而减少扫描盲区，从而使控制单元5根据两个激光雷达3的扫描信息和两个视觉图像采集单元4的采集信息控制移动底盘1移动。
[0043]
本技术的实施例提供的移动机器人，通过在移动底盘1的周向间隔地安装至少两个激光雷达3，使其在移动时对移动底盘1的周向进行去全方面的扫描，减少移动底盘1移动方向的盲区，进而避免碰撞障碍物，同时，在移动底盘1和机身2上分别至少安装一个视觉图像采集单元4，用于采集移动机器人行走路径上竖直方向的障碍物，这样可以对移动机器人行走路径上较高的障碍物和台阶或低洼的场景进行扫描，避免机身2碰撞到具有一定高度
的障碍物或跌落到台阶情况发生，进行减少行走路径的盲区。
[0044]
在本技术的一些实施例中，可选地，如图2所示，所述移动底盘1为矩形移动底盘1，且两个所述激光雷达3分别设置于所述矩形移动底盘1的对角线上，并靠近所述矩形移动底盘1的边角处。
[0045]
在本实施例中，当移动底盘1为矩形移动底盘1时，两个激光雷达3可以分别安装在矩形移动底盘1的对角线上，具体地，两个激光雷达3分别靠近矩形移动底盘1的对角线的边角处，也就是一个激光雷达3安装在矩形移动底盘1的对角线的一个边角附近，另一个激光雷达3安装在矩形移动底盘1的该对角线的另一个边角附近，这样增加了两个激光雷达3在矩形移动底盘1的扫描范围，使其尽量达到360度的全方面激光扫描，使其扫描的盲区几乎为零，进而提高自动避障的精准度。
[0046]
在本技术的一些实施例中，可选地，如图6所示，所述机身2的前侧和所述机身2的后侧分别设置有至少一个所述视觉图像采集单元4，用于采集所述机身2前侧竖直方向的障碍物。
[0047]
在本实施例中，具体地，在机身2的前侧安装一个视觉图像采集单元4，该视觉图像采集单元4靠近机身2的顶部安装，在机身2的后侧安装一个视觉图像采集单元4，该视觉图像采集单元4也靠近机身2的顶部安装，这样在机身2的前后方向都安装了视觉图像采集单元4，在移动底盘1的对角线安装两个激光雷达3的基础上，可以实现移动机器人前后方向进行行走，避免了现有技术中移动机器人只能单向行走的弊端。
[0048]
在本技术的一些实施例中，可选地，如图2和图3所示，设置于所述机身2前侧和所述机身2后侧的所述视觉图像采集单元4的采集方向与垂直水平面的方向之间的夹角为预设角度范围。
[0049]
在本实施例中，安装在机身2前后两侧的视觉图像采集单元4的采集方向与垂直于水平的方向之间形成一定的夹角，这样使视觉图像采集单元4的可以从机身2的顶部朝向移动机器人行走路面的方向斜向俯视，便于对移动机器人行走路径的障碍物的扫描，减少盲区。
[0050]
在本技术的一些实施例中，可选地，所述预设角度范围为50度至60度。优选地，安装在机身2前后两侧的视觉图像采集单元4的采集方向与垂直于水平的方向之间形成的夹角为55度，这样既可以对机身2行走路径的正前方进行扫描，也可以对低于机身2顶部的前方障碍物进行扫描，从而减少扫描盲区。
[0051]
在本技术的一些实施例中，可选地，如图2和图4所示，所述移动底盘1的前侧设置有两个所述视觉图像采集单元4，且位于所述激光雷达3的下方。
[0052]
在本实施例中，在移动底盘1的前侧设置有两个视觉图像采集单元4，两个视觉图像采集单元4可以像扇形结构分部，进而对移动底盘1前侧的整个扇形区域进行扫描，也就是扫描区域的弧度大于180度，进而便于对移动机器人行走路径的障碍物进行扫描，减少扫描盲区，提高移动机器人的移动范围。
[0053]
在本技术的上述实施例中，如图2和图4所示，两个所述视觉图像采集单元4的采集方向之间形成预设夹角。
[0054]
可选地，所述预设夹角为钝角。
[0055]
在本实施例中，在安装视觉图像采集单元4时，可以使两个视觉图像采集单元4的
采集方向之间形成一定的夹角，其夹角可选择为钝角，也就是使一个视觉图像采集单元4朝向移动底盘1的前左侧方向，另一个视觉图像采集单元4的朝向移动底盘1的前右侧方向，这样使两个视觉图像采集单元4采集区域形成一个大于180度的扇形区域，进而提高了移动机器人的扫描范围，从而减少了其扫描盲区。
[0056]
在本技术的一些实施例中，所述移动底盘1的后侧设置有至少一个所述视觉图像采集单元4。
[0057]
在本实施例中，在移动底盘1的后侧设置至少一个视觉图像采集单元4，该视觉图像采集单元4位于激光雷达3的下方，该视觉图像采集单元4可以针对低于激光雷达3的扫描高度的障碍物进行扫描，弥补了激光雷达3扫描不到的区域，这样移动机器人在上述实施例的基础上就可以前后方向都可以进行无盲区的行走，避免了现有技术中移动机器人只能向前行走的弊端。
[0058]
在本技术的一些实施例中，可选地，所述视觉图像采集单元4为视觉传感器。当然还可以选择摄像头进行采集。
[0059]
具体而言，现有技术中的移动机器人，一般在底盘的前侧上采用单个深度视觉传感器和单个激光雷达，对移动机器人前方路障进行扫描避障，单个深度视觉传感器和单个激光雷达的设置使移动机器人运行正前方的盲区范围大，激光雷达扫描存在很大盲区，容易导致移动机器人在行走时发生碰撞，同时，移动机器人运行后方均为盲区，使其不能实现移动机器人前后双向行走。然而本技术的实施例提供的移动机器人，如图1至图6所示，在所述移动底盘1的前侧安装一个激光雷达3，在移动底盘1的后侧安装一个激光雷达3，两个激光雷达3的扫描范围可设计成覆盖移动底盘1的周向，使其移动机器人在二维空间，也就是水平面的方向上盲区为零，同时，在机身2的前侧设置一个视觉图像采集单元4，该视觉采集单元靠近机身2的顶部设置，对高度高于激光雷达3的扫描高度的障碍物进行扫描，另外在移动底盘1的前侧设置至少一个视觉图像采集单元4，该视觉图像采集单元4位于激光雷达3的下方，该视觉图像采集单元4可以针对低于激光雷达3的扫描高度的障碍物进行扫描，弥补了激光雷达3扫描不到的区域，这样可以在移动机器人行走路径的三维空间上进行深度视觉扫描，也就是在垂直于水平面的竖直方向进行深度视觉扫描，进而减少扫描盲区，从而使控制单元5根据两个激光雷达3的扫描信息和两个视觉图像采集单元4的采集信息控制移动底盘1移动。
[0060]
综上所述，本技术的实施例提供的移动机器人，通过在移动底盘的周向间隔地安装至少两个激光雷达，使其在移动时对移动底盘的周向进行去全方面的扫描，减少移动底盘移动方向的盲区，进而避免碰撞障碍物，同时，在移动底盘和机身上分别至少安装一个视觉图像采集单元，用于采集移动机器人行走路径上竖直方向的障碍物，这样可以对移动机器人行走路径上较高的障碍物和台阶或低洼的场景进行扫描，避免机身碰撞到具有一定高度的障碍物或跌落到台阶情况发生，进行减少行走路径的盲区。
[0061]
以上所述仅为本技术的可选实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。