隨著科學技術(shù)的進步，各高性能傳感器、處理器被廣泛應用于移動機器人領(lǐng)域，使其逐漸成為了集環(huán)境感知、動態(tài)決策和行為控制為一體的綜合智能體。在工作、生活、娛樂過程中的許多場景，都存在著某個載體跟隨人類運動的情況，如機場的行李箱、廣場上的嬰兒車、超市購物車、高爾夫球場小車及工業(yè)生產(chǎn)中的物流小車等。如果能夠研制一種在多場景下的智能跟隨的機器人，將能夠解放人的雙手，使人享受到智能跟隨機器人帶來的便利。

       但現(xiàn)有的智能跟隨技術(shù)大多是利用GPS定位或視覺跟蹤，但二者都存在著一定的弊端。如GPS定位只適用于室外場景，且民用精度不高；而視覺跟蹤受環(huán)境影響較大，識別精度不高，且受視距傳播限制，無法解決狹小空間的直角轉(zhuǎn)彎問題。倉儲物流系統(tǒng)常用的AGV小車只能按照固定路線行駛，智能化程度不高。

       為了克服上述缺陷，本文介紹了一種發(fā)明專利，提供實現(xiàn)機器人的智能跟隨、且解決狹小空間的直角轉(zhuǎn)彎問題、適用于室內(nèi)、室外多場景的基于多傳感器信息融合的智能跟隨機器人及控制方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

       一種基于多傳感器信息融合的智能跟蹤機器人，包括機器人本體和人體攜帶模塊，其特征在于：所述的機器人本體包括機器人主控單元、測距傳感器，所述的人體攜帶模塊包括攜帶端主控單元、導航模塊、通信模塊，導航模塊集成有陀螺儀、加速度計和地磁場傳感器，機器人本體接收到藍牙傳輸?shù)娜梭w攜帶端姿態(tài)數(shù)據(jù)，融合測距傳感器信息，將控制指令發(fā)送給驅(qū)動器，由驅(qū)動器控制驅(qū)動前輪前進、后退與轉(zhuǎn)向。

跟蹤機器人硬件組成

       所述的藍牙模塊、WIFI模塊、ZigBee模塊、RFID模塊或紅外傳感器。所述的測距傳感器為超聲傳感器、紅外傳感器或激光傳感器。以主人隨身攜帶的人體攜帶模塊為跟蹤目標，利用磁場傳感器、陀螺儀、加速度傳感器、測距傳感器的信息融合，確定主人與機器人本體的相對位置，運用通信模塊傳輸給機器人主控單元，通過驅(qū)動器控制電機轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)機器人跟隨主人前進、轉(zhuǎn)彎與后退。

目標識別軟件仿真

       控制方法方面，使機器人端控制單元、驅(qū)動器、電機、測距傳感器處于工作狀態(tài)，并使陀螺儀與通信模塊開始工作；由測距傳感器檢測到主人與機器人本體之間的距離，導航模塊集成陀螺儀、加速度計和地球磁場傳感器，采用高性能的微處理器和先進的動力學解算和卡爾曼動態(tài)濾波算法，能夠?qū)崿F(xiàn)快速獲得人體攜帶模塊實時運動狀態(tài)，通過通信模塊實時傳輸，實時反饋給主控單元。當機器人與主人距離大于一米時，機器人跟隨前進，并配有四級調(diào)速機制，以實現(xiàn)根據(jù)主人行進速度確保機器人有效跟隨；當機器人據(jù)主人一米時，停止前進，如果角度不變，則機器人保持靜止；當機器人距離主人小于0.5米時，機器人倒退行駛；機器人通過超聲傳感器檢測障礙并附有急停功能。

實物展示

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：

       本發(fā)明為基于多傳感器信息融合的智能跟隨機器人，是一個集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、自動行駛于一體的綜合系統(tǒng)，它集中地運用了計算機技術(shù)、傳感技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)、導航以及自動控制技術(shù)等。智能跟隨機器人可適應餐廳、機場、超市、游樂場、公園、海灘、步行街等室內(nèi)、室外多種環(huán)境，真正做到解放人類的雙手、雙眼，免除人類勞動力，具有廣泛的應用、可觀的經(jīng)濟效益和較大的社會影響力。

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