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一种双目视觉消毒机器人的制作方法

来源: 浏览:6次  更新时间:2021-11-23 22:38

一种双目视觉消毒呆板人的创造办法

1.本实用新型波及消毒呆板人本领范围特别是波及一种双目视觉消毒呆板人。


背景本领:

2.姑且消毒呆板人多采用固定式的消毒呆板人网址大全消毒呆板人多采用固定式的消毒呆板人这种呆板人消毒空间限制在局部消毒场所展现杰出然而是在大面积消毒场所便显得无能为力。
3.而另一种是挪动式消毒呆板人姑且在定位本领筹备上多采用激光雷达办法进行定位然而是激光雷完毕本振奋而且在通明大概高反射物体前定位大概会作废使得呆板人赢得的缺点信息变多若不行立即创造将效率消毒呆板人的稳当运行以至大概会引起人身宁靖事变的爆发。
4.其他姑且消毒呆板人的控制单元大多采用单处置器控制架构使得呆板人处置数据时须要本领更富饶的高本能处置器大大普及了硬件成本。


本领实行因素:

5.本实用新型的手段是针闭于现有本领存留的本领缺点供给一种双目视觉消毒呆板人。
6.为此本实用新型供给了一种双目视觉消毒呆板人其包括双目视觉消毒呆板人主体与上位机二局部;
7.上位机与双目消毒消毒呆板人主体之间为无线通讯对接;
8.个中上位机包括一台估计机与第二无线收发单元;
9.估计机与第二无线收发单元相对接;
10.个中双目视觉消毒呆板人主体包括蓄电池、第一电源模块、第二电源模块、主控单元、第一无线收发单元、双目摄像头、从控单元、imu模块、加压模块、加压电机、喷头控制模块、第一电机控制模块、第二电机控制模块、第一车轮电机、第二车轮电机、第一超声避障模块与第二超声避障模块;
11.蓄电池的供电输出接口对接第一电源模块和第二电源模块的电源输出接口;
12.第一电源模块的供电输出接口分别对接第一无线收发单元的电源接口、双目摄像头电源接口、主控单元的电源接口、从控单元的电源接口、imu模块的电源接口、加压模块的电源接口、喷头控制模块的电源接口、第一电机控制模块的电源接口、第二电机控制模块的电源接口、第一超声避障模块的电源接口与第二超声避障模块的电源接口;
13.第二电源模块的供电输出接口分别对接加压电机的电源接口、第一车轮电机的电源接口与第二车轮电机的电源接口;
14.个中第一无线收发单元与第二无线收发单元无线对接;
15.主控单元分别与第一无线收发单元和从控单元相对接;
16.从控单元分别与imu模块、加压模块、喷头控制模块、第一电机控制模块和第二电机控制模相对接;
17.从控单元还与第一超声避障模块与第二超声避障模块相对接;
18.双目摄像头与主控单元相对接;
19.第一电机控制模块和第一车轮电机相对接;
20.第二电机控制模块和第二车轮电机相对接;
21.加压模块与加压电机相对接。
22.优选地主控单元的异步串行通讯接口uart2对接第一无线收发单元的异步串行通讯接口uart;
23.主控单元的usb1接口对接双目摄像头的usb接口;
24.主控单元的高速串行数据总线接口spi1与从控单元的高速串行数据总线接口spi1对接;
25.个中从控单元的pg端口的第13引脚pg13、pg端口的第14引脚pg14分别对接imu模块的iic通讯总线上的时钟引脚scl和数据引脚sda上;
26.从控单元的pb端口的第15引脚pb15是通用输出接口对接加压模块的控制输出使能端en引脚;
27.加压模块的控制输出端口out1、控制输出端口out2分别对接加压电机的供电接线端加压模块的控制输出端分别对接加压电机的接线端。
28.优选地从控单元的pb端口的第14引脚pb14对接喷头控制模块的使能端;
29.从控单元的pe端口的第13引脚pe13、pb端口的第13引脚pb13和pb端口的第12引脚pb12分别对接第一电机控制模块上的脉冲输出端pul+、换向端dir+和使能旗号ena+接线端;
30.第一电机控制模块上的a相电源正极a+、a相电源负极a

、b相电源正极b+和b相电源负极b

接线端分别闭于草率接第一车轮电机的a相电源正极a+、a相电源负极a

、b相电源正极b+和b相电源负极b

接线端;
31.从控单元的pe端口的第14引脚pe14、pb端口的第11引脚pb11和pb端口的第10引脚pb10分别对接第二电机控制模块的脉冲输出端pul+、换向端dir+和使能旗号ena+接线端。
32.优选地第二电机控制模块的a相电源正极a+、a相电源负极a

、b相电源正极b+和b相电源负极b

接线端分别闭于草率接第二车轮电机的a相电源正极a+、a相电源负极a

、b相电源正极b+和b相电源负极b

接线端;
33.从控单元的pe端口的第3引脚pe3和pe端口的第4引脚pe4分别与第一超声避障模块的旗号发送引脚trig和旗号接收引脚echo相对接;
34.从控单元的pe端口的第5引脚pe5和pe端口的第6引脚pe6分别与第二超声避障模块的旗号发送引脚trig和旗号接收引脚echo相对接。
35.由以上本实用新型供给的本领筹备瞅来与现有本领比拟较本实用新型供给了一种双目视觉消毒呆板人其定位局部采用双目摄像头、imu传感器(惯性测量单元传感器)和超声波传感器混共了多种传感器闭于呆板人进行定位普及呆板人的定位精度的共时使呆板人不妨应闭于突发事变普及了呆板人的宁靖性和实用性具备沉要的试验道理。
附图证明
36.图1为本实用新型供给的一种双目视觉消毒呆板人的体系构造框图;
37.图2为本实用新型供给的一种双目视觉消毒呆板人中上位机的构造框图;
38.图3为本实用新型供给的一种双目视觉消毒呆板人中双目视觉消毒呆板人主体的构造框图。
简直实行办法
39.为使本实用新型实行的本领本领更容易领会底下共同附图和实行例闭于本本领作进一步的留神证明。不妨领会的是此场合刻画的简直实行例只是用于解释相闭请求而非闭于该请求的规定。其他还须要证明的是为了便于刻画附图中仅示出了与本本领相闭的局部。
40.须要证明的是在不辩论的情景下本本领中的实行例及实行例中的特性不妨彼此拉拢。底下将参照附图并共同实行例来留神证明本本领。
41.须要证明的是在本本领的刻画中术语“核心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“程度”、“内”、“外”等公布的目标大概地位闭系的术语是基于附图所示的目标大概地位闭系这只是是为了便于刻画而不是公布大概表示所述安装大概元件必定具备特定的目标、以特定的目标构造和安排因此不行领会为闭于本本领的节制。
42.其他还须要证明的是在本本领的刻画中除非另有精确的决定和规定术语“安置”等应干泛义领会比方不妨是固定安置也不妨是可摧毁安置。
43.闭于于本范围本领人员而言可依据简直情景领会上述术语在本本领中的简直含意。
44.参睹图1至图3本实用新型供给了一种双目视觉消毒呆板人包括双目视觉消毒呆板人主体与上位机二局部;
45.上位机与双目消毒消毒呆板人主体之间为无线通讯对接因此经过无线通讯本领实行数据的接互。
46.个中双目消毒消毒呆板人主体用于依照上位机指定的吩咐完陈决定的责任;
47.上位机其供给了和睦地人机界面用于完成闭于双目消毒消毒呆板人主体的监视与控制功效;
48.在本实用新型中简直实行上上位机包括一台估计机(pc机)与第二无线收发单元;
49.估计机与第二无线收发单元相对接;
50.第二无线收发单元用于将估计机发出的呆板人控制指令转发给双目视觉消毒呆板人主体中的第一无线收发单元。
51.参睹图3所示图3为双目视觉消毒呆板人的硬件构造图。
52.在本实用新型中简直实行上双目视觉消毒呆板人主体包括蓄电池、第一电源模块、第二电源模块、主控单元、第一无线收发单元、双目摄像头、从控单元、imu(惯性测量单元)模块、加压模块、加压电机、喷头控制模块、第一电机控制模块、第二电机控制模块、第一车轮电机、第二车轮电机、第一超声避障模块与第二超声避障模块;
53.个中蓄电池的供电输出接口对接第一电源模块和第二电源模块的电源输出接口;
54.个中第一电源模块的供电输出接口分别对接第一无线收发单元的电源接口、双
目摄像头电源接口、主控单元的电源接口、从控单元的电源接口、imu模块的电源接口、加压模块的电源接口、喷头控制模块的电源接口、第一电机控制模块的电源接口、第二电机控制模块的电源接口、第一超声避障模块的电源接口与第二超声避障模块的电源接口;
55.第二电源模块的供电输出接口分别对接加压电机的电源接口、第一车轮电机的电源接口与第二车轮电机的电源接口;
56.须要证明的是双目视觉消毒呆板人主体由蓄电池供给总电源;
57.个中第一无线收发单元与第二无线收发单元无线对接用于接收第二无线收发单元发来的呆板人控制指令而后转发给主控单元;
58.主控单元分别与第一无线收发单元和从控单元相对接用于接收第一无线收发单元转发的呆板人控制指令而后发送给从控单元;
59.从控单元分别与imu(惯性测量单元)模块、加压模块、喷头控制模块、第一电机控制模块和第二电机控制模相对接用于在接收到所述主控单元发来的呆板人控制指令后依据该呆板人控制指令的实质闭于应控制imu(惯性测量单元)模块、加压模块、喷头控制模块、第一电机控制模块和第二电机控制模块;
60.从控单元还与第一超声避障模块与第二超声避障模块相对接;
61.双目摄像头与主控单元相对接;
62.须要证明的是双目摄像头用于采集双目视觉消毒呆板人主体火线的场景图像信息并进行地图构件和外部妨害物的地位感知而后发送给主控单元;主控单元转发这些信息给从控单元从控单元闭于应控制第一电机控制模块和第二电机控制模块从而控制第一车轮电机和第二车轮电机的速度和处事状况(比方是否中止运行)。
63.第一电机控制模块和第一车轮电机相对接;
64.第二电机控制模块和第二车轮电机相对接;
65.加压模块与加压电机相对接。
66.在本实用新型中简直实行上主控单元的异步串行通讯接口uart2对接第一无线收发单元的异步串行通讯接口uart来实行主控单元与第一无线收发单元的数据接互;
67.主控单元的usb1接口对接双目摄像头的usb接口;
68.主控单元的高速串行数据总线接口spi1与从控单元的高速串行数据总线接口spi1对接使主控单元与从控单元进行高速数据传输进行高速通讯实行数据接互;
69.个中从控单元的pg端口的第13引脚pg13(用于发送时钟旗号)、pg端口的第14引脚pg14(用于发送/接收数据)分别对接imu模块的iic通讯总线上的时钟引脚scl和数据引脚sda上用于实行从控单元闭于imu模块的信息采集。
70.从控单元的pb端口的第15引脚pb15是通用输出接口不妨控制其接口输出为高电平大概矮电平对接加压模块的控制输出使能端en引脚从而控制加压模块的运行大概中止。个中当输出使能端en为高电常常加压模块运行当输出使能端en为矮电常常加压模块中止。
71.加压模块的控制输出端口out1、控制输出端口out2不妨接通大概断开加压电机的24v供电电源分别对接加压电机的供电接线端(简直为加压电机电源24v与共地端gnd接线端)实行闭于加压电机开用大概中止的控制;
72.须要证明的是当从控单元的pb端口的第15引脚pb15输出为高电常常加压模块
被使能加压电机发端处事;当从控单元的pb15引脚输出为矮电常常加压模块被复位加压电机中止处事。
73.从控单元的pb端口的第14引脚pb14对接喷头控制模块的使能端;
74.须要证明的是当从控单元的pb14引脚输出为高电平旗号时喷头控制模块将开用超声波雾化处事将消毒液雾化后喷出当从控单元的pb14引脚输出为矮电平旗号时喷头控制模块中止处事。
75.从控单元的pe端口的第13引脚pe13、pb端口的第13引脚pb13和pb端口的第12引脚pb12分别对接第一电机控制模块上的脉冲输出端pul+、换向端dir+和使能旗号ena+接线端用于控制电机;
76.第一电机控制模块上的a相电源正极a+、a相电源负极a

、b相电源正极b+和b相电源负极b

接线端分别闭于草率接第一车轮电机的a相电源正极a+、a相电源负极a

、b相电源正极b+和b相电源负极b

接线端为电机供给电能;
77.从控单元的pe端口的第14引脚pe14(用于发送脉冲旗号)、pb端口的第11引脚pb11(用于发送电机换向信息)和pb端口的第10引脚pb10(用于发送电机使能旗号)分别对接第二电机控制模块的脉冲输出端pul+、换向端dir+和使能旗号ena+接线端用于控制电机;
78.第二电机控制模块的a相电源正极a+、a相电源负极a

、b相电源正极b+和b相电源负极b

接线端分别闭于草率接第二车轮电机的a相电源正极a+、a相电源负极a

、b相电源正极b+和b相电源负极b

接线端为电机供给电能;
79.从控单元的pe端口的第3引脚pe3(用于旗号接收)和pe端口的第4引脚pe4(用于旗号接收)分别与第一超声避障模块的旗号发送引脚trig和旗号接收引脚echo相对接用于实行从控单元闭于超声波模块的信息采集;
80.从控单元的pe端口的第5引脚pe5(用于旗号接收)和pe端口的第6引脚pe6(用于旗号接收)分别与第二超声避障模块的旗号发送引脚trig和旗号接收引脚echo相对接用于实行从控单元闭于超声波模块的信息采集。
81.在本实用新型中简直实行上蓄电池优先采用24v1000ah锂电池组平常处事温度可在

20~55℃具备短路保护和过流保护。
82.在本实用新型中简直实行上第一电源模块优先采用现有的dc

dc24v转5v/3v电源模块。
83.在本实用新型中简直实行上第二电源模块优先采用dc

dc24v转12v电源模块。
84.在本实用新型中简直实行上主控单元(即主控制器)优先采用树莓派别列单板估计机中的树莓派4b具有1g的ram、armcortex

a53cpu具备多种通讯接口和富饶的运算本领。
85.在本实用新型中简直实行上从控单元(即从控制器)优先采蓄意法半导体消费的stm32l471芯片该芯片有多种控制和通讯接口具备矮功耗的特性。
86.在本实用新型中简直实行上第一无线收发单元优先采用wifirw007模块。该模块运用spi/uart与主机通讯救济ieee 802.11b/g/n搜集、救济多种加密办法。
87.在本实用新型中简直实行上第二无线收发单元优先采用tp

link路由器传输旗号宁静穿墙本领强传输速率可达300mbps具备多种加密办法。
88.在本实用新型中简直实行上双目摄像头优先采用小觅双目镜头不妨输出情况
深度信息辨别白色墙体不妨在室表里感光自符合安排具备脸色辩别等便宜。
89.在本实用新型中简直实行上imu模块优先采用mpu6050型号的imu模块不妨测量角速度测量范畴为
±
250、
±
500、
±
1000与
±
2000
°
/sec(dps)为呆板人供给模样信息。
90.在本实用新型中简直实行上加压模块优先采用戴光耦分隔的5v继电器模块来控制增压泵的运行大概中止。采用电源分隔的办法在保护从控单元的共时也制止旗号的打搅。
91.在本实用新型中简直实行上喷头控制模块优先采用超声波25mm雾化喷头经过5v电源进行启动谐振频率为1.66
±
0.05mhz寿命可达5000小时。
92.在本实用新型中简直实行上第一电机控制模块和第二电机控制模块均优先采用步进电机控制器m545d里面采用pid电流控制具备16个细分采用2mhz的数字旗号滤波。
93.在本实用新型中简直实行上第一超声避障模块和第二超声避障模块优先采用现有的hc

sr04型号的超声避障模块;超声波是振动频率高于20khz的板滞波具备频率高、波利害、目标性好的特性
94.在本实用新型中简直实行上加压电机优先采用静音增压泵he15

120采用24v供电具备体积小乐音矮的特性。
95.闭于于本实用新型主控单元控制闭于所有别系的计划主控单元采集双目摄像头的信息后经过第一无线收发单元由无线的办法将数据传输到第二无线收发单元pc经过读取第二无线收发单元的信息降后行估计而后将反应的信息再发送回主控单元。
96.个中第一无线收发和第一无线收发单元是主控模块与电脑(上位机)之间的桥梁实行的信息的转发。
97.个中双目摄像头不妨将图像信息转为数字信息传输给主控单元。
98.个中从控单元重要控制闭于呆板人的挪动控制、和传感器信息的收集(imu模块、超声波避障模块)以及消毒的喷洒(加压模块和喷头控制模块)从控制单元将传感器信息(imu模块和超声波避障模块信息)收集后发送给主控单元主控单元经过计划后发送挪动大概中止吩咐传输给从控单元从控单元再经过电机控制单元控制电机转化实行呆板人的挪动。
99.个中imu(惯性测量单元)模块不妨将目标信息和过程信息变换为数字量将信息传输给从控模块。
100.个中加压模块不妨控制加压电机的开用与中止重要经过往控模块进行控制。
101.个中喷头控制模块不妨直接控制消毒液的喷出的流量重要经过往控模块进行控制。
102.个中第一电机控制模块重要为第一车轮电机的启动器不妨控制呆板人的挪动与中止重要经过往控模块进行控制。
103.个中第二电机控制模块重要为第二车轮电机的启动器不妨控制呆板人的挪动与中止重要经过往控模块进行控制。
104.个中第一超声避障模块和第二超声避障模块都不妨将隔绝信息变换为数字信息将数据传输个从控模块。
105.在本实用新型中简直实行上第一车轮电机和第二车轮电机均为步进电机优
先采用57cm13d具备大转矩高精度矮乐音的特性。
106.须要证明的是本实用新型供给的双目视觉消毒呆板人混共了双目视觉、imu(惯性测量单元)与超声波动作定位传感器。采用立即定位与建图(slam)本领使消毒呆板人完成自决定位与导航责任即经过双目视觉传感器采集图像信息来解算出呆板人自己所处的位姿信息从而估计出呆板人在情况中的地位坐标;因为视觉slam鲁棒性不好当在呆板缺乏纹理的场景大概者光照情景不好时会展示跟丢的情景因此混共imu(惯性测量单元)信息来提高视觉slam的鲁棒性;经过超声波传感器进行协帮避障它动作消毒呆板人定位导航的结果一起防地保护了呆板人的平稳固当运行。
107.与现有本领比拟较本实用新型供给的双目视觉消毒呆板人具犹如下有益效验:
108.1、本实用新型呆板人的定位局部采用双目摄像头、imu传感器(惯性测量单元传感器)和超声波传感器(位于超声避障模块中)混共了多种传感器闭于呆板人进行定位普及呆板人的定位精度的共时能使呆板人不妨应闭于突发事变普及了呆板人的宁靖性和实用性。
109.2、本实用新型呆板人局部采用双处置器进行控制分别式控制的办法不妨普及呆板人的运算速度普及呆板人的处事效力且从控制器采用矮功耗功率控制器不妨降矮呆板人的功率普及呆板人的处事时长。
110.3、本实用新型呆板人经过双目摄像头进行重要的地图建立和地位感知超声波协帮测距的办法不妨弥补在光彩前提不及时闭于摄像头形成的效率共时也不妨起到避障的效率普及了体系的宁靖性和稳当性。
111.4、本实用新型上位机经过大概的树立战术功效组便可使呆板人运行起来。可缩小运用者的进修时间普及了呆板人运用的便利性。
112.5、本实用新型的上位机供给了和睦的人机界面经过监控界面不妨及时获得到呆板人的运行情景且救济长途操控不妨立即中止呆板人运行。这种办法可普及体系宁靖性和稳当性。
113.综上所述与现有本领比拟较本实用新型供给的一种双目视觉消毒呆板人其定位局部采用双目摄像头、imu传感器(惯性测量单元传感器)和超声波传感器混共了多种传感器闭于呆板人进行定位普及呆板人的定位精度的共时使呆板人不妨应闭于突发事变普及了呆板人的宁靖性和实用性具备沉要的试验道理。
114.以上所述仅是本实用新型的优选实行办法该当指出闭于于本本领范围的普遍本领人员来说在不摆脱本实用新型本理的前提下还不妨干出若搞矫正和妆饰这些矫正和妆饰也应视为本实用新型的保护范畴。

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