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CN111438678A - 一种智能购物跟随机器人及方法 - Google Patents

一种智能购物跟随机器人及方法 Download PDF

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CN111438678A CN202010444184.6A CN202010444184A CN111438678A CN 111438678 A CN111438678 A CN 111438678A CN 202010444184 A CN202010444184 A CN 202010444184A CN 111438678 A CN111438678 A CN 111438678A
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李韶杰
袁亮
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Abstract

一种智能购物跟随机器人及方法，包括无线充电模块和核心处理器，无线充电模块的输出端连接蓄电池的输入端；核心处理器的输入端连接陀螺仪的输出端、微惯导+GPS的输出端、机器人跟随模块的输出端、激光测距模块的输出端，核心处理器的输出端连接液晶显示屏的输入端、驱动模块的输入端，核心处理器的串口连接LoRa模块，核心处理器与SD卡电性连接，所述核心处理器的串口与蓝牙模块连接；蓄电池的输出端连接核心处理器、陀螺仪、液晶显示屏、LoRa模块、微惯导+GPS模块、机器人跟随模块、驱动模块、SD卡、激光测距模块、蓝牙模块的供电端。本发明通过无线充电的方式给蓄电池进行电能供给，有效的适应室外独立运动的条件，保障老人使用的便捷性与可靠性。

Description

一种智能购物跟随机器人及方法
技术领域
本发明涉及服务智能化技术领域，特别涉及一种智能购物跟随机器人及方法。
背景技术
随着社会老龄化日益加剧，老人的生活是一个需关注的问题，目前很多老人的子女不在身边，生活需要自己打理，在日常生活中老人们需要自己上街买菜、购物，有很大一部分的老人腿脚不方便购物、买菜后的运输成了一个问题。
目前市场上现有的买菜车需要用手直接拉着或推着，对于老人来说存在买东西过多搬运不方便，甚至拉不动的问题。虽然对于部分老人起到了一定的作用，但无法适用于所有有需要的老人。基于上述问题现亟需一种智能化、可独立行走的购物机器人来满足老人购物后物品运输的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种智能购物跟随机器人及方法，以ARM芯片作为核心处理器，通过无线充电的方式给蓄电池进行电能供给，有效的适应室外独立运动的条件，保障老人使用的便捷性与可靠性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种智能购物跟随机器人，包括装置本体，装置本体包括无线充电模块2和核心处理器1，所述无线充电模块2的输出端连接蓄电池3的输入端；
核心处理器1的输入端连接陀螺仪4的输出端、微惯导+GPS7的输出端、机器人跟随模块8的输出端、激光测距模块11的输出端，核心处理器1的输出端连接液晶显示屏5的输入端、驱动模块9的输入端，核心处理器1的串口连接LoRa模块6，所述核心处理器1与SD卡10电性连接，所述核心处理器1的串口与蓝牙模块13连接；
所述蓄电池3的输出端连接核心处理器1、陀螺仪4、液晶显示屏5、LoRa模块6、微惯导+GPS模块7、机器人跟随模块8、驱动模块9、SD卡10、激光测距模块11、蓝牙模块13的供电端。
所述的装置本体底部设置有麦克纳姆轮12，装置本体前部设置有液晶显示屏5和装置跟随模块8，位于装置本体四周设置有激光测距模块11，所述的装置本体顶部设置有购物篮。
所述液晶显示屏5用于显示机器人运行数据，在显示屏显示剩余电量、时间、蓝牙连接情况、检测定位模块14信号强弱、微惯导+GPS7信号强弱、LoRa模块6信号强弱。
所述陀螺仪4用于判断机器人行走时的倾斜度与方向角度。
所述机器人跟随模块8与定位模块14配套使用，定位模块14用于人员佩戴，所述定位模块14为发射装置，机器人跟随模块8为接收装置，所述的机器人跟随模块8与定位模块14用于完成跟随操作。
所述的定位模块14为手环。
所述无线充电模块2包括无线发射模块201与无线接收模块202，无线接收模块202位于装置内部，用于将接收的电能储存于蓄电池3中，无线发射模块201安装于室内，将装置放置到无线发射模块201上即可进行充电。
所述核心处理器1采用ARM处理器型号为ARM8。
所述蓄电池3用于各模块的供电，所述的SD卡10用于存储机器人运行的数据，所述SD卡用于存储个人信息、行驶路线、配对信息等。
所述激光测距模块11采用北醒公司的TF02激光雷达。
一种智能购物跟随装置的使用方法，当装置在不工作时放置于无线发射模块201上，并进行电能的补充；开始使用时只需将装置挪开无线发射模块201即可，装置即刻启动开始运行，于液晶显示屏5显示所需信息，将手环状的定位模块14随时携带，可使用智能手机对装置进行设置与操作；
正式运行时，只需放心的走向目标地点，将所购物品置于装置上方购物篮中，即可开始回家，装置随即进行跟随；
在跟随过程中遇到信号变弱时，通过微惯导+GPS模块7进行精确定位，通过调用存储的SD卡10根据所在地的街道图，进行互补跟随，确保了运输物品过程的完成，完成任务后只需将装置放置到无线发射模块201上进行充电并休眠以减少电脑的损耗。
本发明的有益效果：
本发明提出了一种智能跟随机器人，通过机器人跟随模块与定位模块确定机器人与引导着之间的方位，进而实现跟随，通过北醒公司的TF02激光雷达检测机器人与周围物体的距离避免与周围物体相撞从而造成机器人的损坏。结合微惯导+GPS模块实现机器人的精确定位，确保了机器人行驶的稳定性，将机器人运行信息存储于SD卡中。通过LoRa模块使机器人进行入网，使用者即可通过手机软件进行信息的查看与控制。机器人将剩余电量、时间、蓝牙连接情况、检测定位模块信号强弱、GPS信号强弱、LoRa模块信号强弱等信息显示与液晶显示屏中，可直观的观察机器实时信息。该机器人结合上述功能有效的增加了老人使用的便捷性，提高了实用性，全方位的解决了老人搬运物品空难的问题，具有良好的市场价值。
附图说明
图1为一种智能购物跟随机器人的模块连接示意图。
图2为一种智能购物跟随机器人的结构正视图。
图3为一种智能购物跟随机器人的结构侧视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示：一种智能购物跟随机器人，包括核心处理器1、无线充电模块2、蓄电池3、陀螺仪4、液晶显示屏5、LoRa模块6、微惯导+GPS模块7、机器人跟随模块8、驱动模块9、SD卡10、激光测距模块11、麦克纳姆轮12、蓝牙模块13。
所述无线充电模块2的输出端连接蓄电池3的输入端，所述陀螺仪4的输出端连接核心处理器1的输入端，所述液晶显示屏5的输入端连接核心处理器1的输出端，所述LoRa模块6与核心处理器1的串口连接，所述微惯导+GPS的输出端连接核心处理器1的输入端，所述机器人跟随模块8的输出端连接核心处理器1的输入端，所述驱动模块9的输入端连接核心处理器1的输出端，所述SD卡10与核心处理器1电性连接，所述激光测距模块11的输出端连接核心处理器1的输入端，所述蓝牙模块13与核心处理器1的串口连接，所述蓄电池3的输出端连接核心处理器1、陀螺仪4、液晶显示屏5、LoRa模块6、微惯导+GPS模块7、机器人跟随模块8、驱动模块9、SD卡10、激光测距模块11、蓝牙模块13的供电端。
该机器人通过机器人跟随模块8进行跟随，该模块需与定位模块14所配套使用，定位模块14用于机器人跟随模块8的引导，所述定位模块14目的为老人随身携带，为了方便携带外观可做为手环样，从而使机器人实现有效的跟随。通过激光测距模块11时刻检测机器人在运行过程当中与周围物体的距离，当距离过短时执行拐弯或停止的指令。
所述陀螺仪4进行检测机器人的行驶角度与行驶中的姿态，可以更好的把握机器人在移动过程当中的水平度与稳定性。结合微惯导+GPS模块7更加精确的定位机器人运动的位置，通过微惯导和GPS的互补计算出机器人与老人的具体位置，防止在行驶过程中机器人偏离老人即定位模块14的路线。将所在地区的道路地图与机器人运行的路线数据等存储于SD卡10中，为了之后使用的预判与调节奠定了基础数据。
所述液晶显示屏5用于显示机器人运行数据，在显示屏显示剩余电量、时间、蓝牙连接情况、检测定位模块14信号强弱、GPS信号强弱、LoRa模块6信号强弱，使老人更加直观的观察到机器人在各个阶段运行的状态，减少了操作机器人的复杂度，使用机器人更加的简便。
所述LoRa模块6使机器人可以进行网络连接，通过网络老人可使用智能手机查看机器人运行的状态与行驶路线等数据，也可通过手机端进行操作，更加方便地对机器人进行配置。当机器人所处地区网络信号较差时，老人可开启智能手机的蓝牙与机器人进行互联，也可实现上述功能。
所述核心处理器1采用ARM8的芯片，该芯片可较好的进行数据的运算与对装置的控制，核心处理器1通过各个传感器检测机器人的运行状态，进而输出控制信号到驱动模块9，实现对机器人的控制，宏观上实现对老人进行跟随。所述驱动模块9进一步的控制麦克纳姆轮12，所述麦克纳姆轮12在行驶过程中拥有巨大的优势，麦克纳姆轮12不受机器人方向的限制，灵活的行驶于各个方向，避免了卡死于某个角落，增加了机器人的实用性与灵活性。
所述蓄电池3的输出端连接核心处理器1、陀螺仪4、液晶显示屏5、LoRa模块6、微惯导+GPS模块7、机器人跟随模块8、驱动模块9、SD卡10、激光测距模块11、蓝牙模块13的供电端，蓄电池3的输入端连接无线充电模块2中无线接收模块202的输出端，有效的减少了机器人外露的接口，增加了机器人的防水性能，更好的适应室外环境，即不受天气的影响，更好的增加了机器人使用的条件。所述无线充电模块2需为无线发射模块201与无线接收模块202配套使用，无线接收模块202位于机器人内部，用于将接收的电能储存于蓄电池3中，无线发射模块201一般安装于室内，只需将机器人放置到该底座上即可进行充电，很大程度上减少了普通充电劳烦的插拔线过程。
所述的蓄电池3，以确保在离开电源的情况下正常的独立运行。
供电方式采用无线充电的方式进行供电，有效的避免了线路老化的问题，通过无线充电模块2进行供电，很大程度的减少了外露的接口，更好的适用于室外环境。
使用LoRa模块6与蓝牙模块14进行远程控制与操作，LoRa模块6与蓝牙模块14进行互补，很大程度上减少了无法与智能手机连接的情况。
所述激光测距模块11采用北醒公司的TF02激光雷达。所述的激光测距模块11实时检测机器人与周围物体的距离有效的避免发生与人或物相撞的情况。
所述驱动模块9驱动麦克纳姆轮12，所述麦克纳姆轮12在行驶过程中拥有巨大的优势，麦克纳姆轮12不受机器人方向的限制，灵活的行驶于各个方向，避免了卡死于某个角落，增加了机器人的实用性与灵活性。
如图2图3所示：所述的装置本体底部设置有麦克纳姆轮12，装置本体前部设置有液晶显示屏5和装置跟随模块8，位于装置本体四周设置有激光测距模块11，所述的装置本体顶部设置有购物篮。
一种智能购物跟随装置的使用方法，一种智能购物跟随机器人在不工作时放置于底座，并进行电能的补充。老人开始使用时只需将机器人挪开底座即可，机器人即刻启动开始运行，于液晶显示屏5显示所需信息，将手环状的定位模块14随时携带，可使用智能手机对机器人进行设置与操作。正式运行时，只需放心的走向目标地点例如菜市场。将所购物品置于机器人上购物篮中，即可开始回家，机器人随即进行跟随。在跟随过程中遇到信号变弱的问题，通过微惯导+GPS模块7进行精确定位，通过调用存储的所在地的街道图，进行互补跟随，确保了运输物品过程的完成。完成任务后只需将机器人放置到底座上进行充电并休眠以减少电脑的损耗。

Claims (10)

1.一种智能购物跟随机器人，其特征在于，包括装置本体，装置本体包括无线充电模块(2)和核心处理器(1)，所述无线充电模块(2)的输出端连接蓄电池(3)的输入端；
核心处理器(1)的输入端连接陀螺仪(4)的输出端、微惯导+GPS(7)的输出端、机器人跟随模块(8)的输出端、激光测距模块(11)的输出端，核心处理器(1)的输出端连接液晶显示屏(5)的输入端、驱动模块(9)的输入端，核心处理器(1)的串口连接LoRa模块(6)，所述核心处理器(1)与SD卡(10)电性连接，所述核心处理器(1)的串口与蓝牙模块(13)连接；
所述蓄电池(3)的输出端连接核心处理器(1)、陀螺仪(4)、液晶显示屏(5)、LoRa模块(6)、微惯导+GPS模块(7)、机器人跟随模块(8)、驱动模块(9)、SD卡(10)、激光测距模块(11)、蓝牙模块(13)的供电端。
2.根据权利要求1所述的一种智能购物跟随机器人，其特征在于，所述的装置本体底部设置有麦克纳姆轮(12)，装置本体前部设置有液晶显示屏(5)和装置跟随模块(8)，位于装置本体四周设置有激光测距模块(11)，所述的装置本体顶部设置有购物篮。
3.根据权利要求1所述的一种智能购物跟随机器人，其特征在于，所述液晶显示屏(5)用于显示机器人运行数据，在显示屏显示剩余电量、时间、蓝牙连接情况、检测定位模块(14)信号强弱、微惯导+GPS(7)信号强弱、LoRa模块(6)信号强弱。
4.根据权利要求1所述的一种智能购物跟随机器人，其特征在于，所述陀螺仪(4)用于判断机器人行走时的倾斜度与方向角度。
5.根据权利要求1所述的一种智能购物跟随机器人，其特征在于，所述机器人跟随模块(8)与定位模块(14)配套使用，定位模块(14)用于人员佩戴，所述定位模块(14)为发射装置，机器人跟随模块(8)为接收装置，所述的机器人跟随模块(8)与定位模块(14)用于完成跟随操作。
6.根据权利要求5所述的一种智能购物跟随机器人，其特征在于，所述的定位模块(14)为手环。
7.根据权利要求1所述的一种智能购物跟随机器人，其特征在于，所述无线充电模块(2)包括无线发射模块(201)与无线接收模块(202)，无线接收模块(202)位于装置内部，用于将接收的电能储存于蓄电池(3)中，无线发射模块(201)安装于室内，将装置放置到无线发射模块(201)上即可进行充电。
8.根据权利要求1所述的一种智能购物跟随机器人，其特征在于，所述核心处理器(1)采用ARM处理器型号为ARM8；
所述激光测距模块(11)采用北醒公司的TF02激光雷达。
9.根据权利要求1所述的一种智能购物跟随机器人，其特征在于，所述蓄电池(3)用于各模块的供电，所述的SD卡(10)用于存储机器人运行的数据，所述SD卡(10)用于存储个人信息、行驶路线、配对信息等。
10.基于权利要求1所述的一种智能购物跟随装置的使用方法，当装置在不工作时放置于无线发射模块(201)上，并进行电能的补充；开始使用时只需将装置挪开无线发射模块(201)即可，装置即刻启动开始运行，于液晶显示屏(5)显示所需信息，将手环状的定位模块(14)随时携带，可使用智能手机对装置进行设置与操作；
正式运行时，只需放心的走向目标地点，将所购物品置于装置上方购物篮中，即可开始回家，装置随即进行跟随；
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