本發(fā)明涉及機(jī)器人
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種智能機(jī)器人系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：隨著人們生活水平的不斷提高，以及機(jī)器人技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)器人進(jìn)入家庭已經(jīng)成為可能。目前，市場(chǎng)上出現(xiàn)了一些家用機(jī)器人，例如除草機(jī)器人、搬用機(jī)器人、清潔機(jī)器人。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上銷售的用于家庭的機(jī)器人產(chǎn)品是一種稱為清潔機(jī)器人的智能吸塵器，它主要承擔(dān)家居環(huán)境的清潔工作。此類機(jī)器人主要承擔(dān)一些家庭生活中的繁瑣，或是重復(fù)性的事情，其功能單一，智能化程度較低。除了能給用戶提供特定的服務(wù)外(如掃地)，沒有任何附加值，也沒有升級(jí)換代的可能。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)上述問題，本發(fā)明旨在提供一種智能機(jī)器人系統(tǒng)。本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：提供了一種智能機(jī)器人系統(tǒng)，包括主控制器、人機(jī)接口模塊、環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊、機(jī)器人定位模塊、視覺模塊、語(yǔ)音模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和電源模塊；所述人機(jī)接口模塊通過媒介與用戶進(jìn)行人機(jī)信息交互，并將接受到的數(shù)據(jù)傳輸至所述主控制器；所述環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊將實(shí)時(shí)檢測(cè)到的信息輸入所述主控制器；所述機(jī)器人定位模塊將機(jī)器人外部信息傳輸給所述主控制器內(nèi)，由所述主控制器處理后完成對(duì)機(jī)器人所處環(huán)境的識(shí)別及定位；所述視覺模塊和語(yǔ)音模塊將采集到的信號(hào)輸入所述主控制器內(nèi)；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)所述主控制器將采集到的各種信號(hào)；所述電源模塊與主控制器相連，向所述各模塊供電。本發(fā)明的有益效果為：提供了一種智能化程度高的機(jī)器人系統(tǒng)。附圖說明利用附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖標(biāo)記：主控制器1、人機(jī)接口模塊2、環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊3、機(jī)器人定位模塊4、視覺模塊5、語(yǔ)音模塊6、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊7、電源模塊8。具體實(shí)施方式結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。參見圖1，本實(shí)施例的一種智能機(jī)器人系統(tǒng)，包括主控制器1、人機(jī)接口模塊2、環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊3、機(jī)器人定位模塊4、視覺模塊5、語(yǔ)音模塊6、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊7和電源模塊8；所述人機(jī)接口模塊2通過媒介與用戶進(jìn)行人機(jī)信息交互，并將接受到的數(shù)據(jù)傳輸至所述主控制器1；所述環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊3將實(shí)時(shí)檢測(cè)到的信息輸入所述主控制器1；所述機(jī)器人定位模塊4將機(jī)器人外部信息傳輸給所述主控制器1內(nèi)，由所述主控制器1處理后完成對(duì)機(jī)器人所處環(huán)境的識(shí)別及定位；所述視覺模塊5和語(yǔ)音模塊6將采集到的信號(hào)輸入所述主控制器1內(nèi)；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊7用于存儲(chǔ)所述主控制器1將采集到的各種信號(hào)；所述電源模塊8與主控制器1相連，向所述各模塊供電。本實(shí)施例提供了一種智能化程度高的機(jī)器人系統(tǒng)。優(yōu)選的，所述機(jī)器人定位模塊4包括自身狀態(tài)感知器和環(huán)境感知器，所述自身狀態(tài)感知器由加速度傳感器、電子羅盤和懸崖傳感器組成；所述環(huán)境感知器由測(cè)距傳感器、防撞傳感器和GPS芯片組成；所述自身狀態(tài)感知器和環(huán)境感知器將感知的全部信息傳輸至所述主控制器1后，完成對(duì)機(jī)器人所處環(huán)境的識(shí)別和定位。本優(yōu)選實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人自身狀態(tài)和環(huán)境的雙重感知。優(yōu)選的，所述人機(jī)接口模塊2與用戶進(jìn)行信息交互采用手機(jī)、遙控器或按鍵進(jìn)行。本優(yōu)選實(shí)施例提供了多樣化的人機(jī)交互方法。優(yōu)選的，所述電源模塊8包括蓄電池、第一分區(qū)子模塊和第二管理子模塊，所述第一分區(qū)子模塊用于根據(jù)蓄電池電量對(duì)蓄電池進(jìn)行分區(qū)，所述第二管理子模塊用于根據(jù)不同分區(qū)制定蓄電池的管理策略；所述第一分區(qū)子模塊包括第一分區(qū)單元和第二分區(qū)單元，所述第一分區(qū)單元在蓄電池的當(dāng)前容量與額定容量相同對(duì)蓄電池電量進(jìn)行初始分區(qū)，所述第二分區(qū)單元在蓄電池發(fā)生老化時(shí)對(duì)初始分區(qū)進(jìn)行調(diào)整。本優(yōu)選實(shí)施例機(jī)器人系統(tǒng)的電源模塊實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)蓄電池的分區(qū)管理。優(yōu)選的，所述對(duì)蓄電池進(jìn)行初始分區(qū)依據(jù)蓄電池電量進(jìn)行，具體可將將蓄電池劃分為三個(gè)區(qū)：上述式子中，YWs表示使用區(qū)，蓄電池電量處在該區(qū)時(shí)要對(duì)蓄電池進(jìn)行放電，YWc表示充電區(qū)，蓄電池電量處在該區(qū)時(shí)要對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，YWg表示過渡區(qū)，蓄電池電量處在該區(qū)時(shí)不對(duì)蓄電池進(jìn)行操作，E表示蓄電池剩余電量，YW(E)表示蓄電池電量為E時(shí)所處分區(qū)，ER表示蓄電池當(dāng)前容量，其中，ER＝EN，EN為額定容量，E1和E2為對(duì)應(yīng)的分區(qū)閾值。本優(yōu)選實(shí)施例第一分區(qū)子模塊通過設(shè)置第一分區(qū)單元對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)蓄電池進(jìn)行初始分區(qū)，準(zhǔn)確反映了機(jī)器人系統(tǒng)蓄電池剛開始的分區(qū)狀況，為后續(xù)老化分區(qū)奠定了基礎(chǔ)；在初始分區(qū)過程中，通過設(shè)置過渡區(qū)防止對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)蓄電池進(jìn)行頻繁的充放電，使機(jī)器人系統(tǒng)蓄電池的電量在過渡區(qū)循環(huán)，延長(zhǎng)了蓄電池的使用壽命，從而增加了機(jī)器人系統(tǒng)使用時(shí)間，降低了機(jī)器人系統(tǒng)使用成本。優(yōu)選的，所述對(duì)初始分區(qū)進(jìn)行調(diào)整依據(jù)蓄電池的剩余電量和老化狀態(tài)進(jìn)行，采用以下步驟進(jìn)行：步驟1，蓄電池的老化狀態(tài)采用當(dāng)前容量ER反映，老化狀態(tài)具體可用老化指數(shù)LG表示：上述式子中，EN表示蓄電池的額定容量，ER表示蓄電池的當(dāng)前容量，LG表示蓄電池老化指數(shù)，設(shè)置當(dāng)前容量更新周期為M天，M∈[30，90]；步驟2，以蓄電池的老化指數(shù)為依據(jù)，將蓄電池的生命狀態(tài)分為三類：上述式子中，CSj表示蓄電池生命狀態(tài)為健康，CSg表示蓄電池生命狀態(tài)為待更換，CSs表示蓄電池生命狀態(tài)為損壞，CS(LG)表示蓄電池老化指數(shù)為L(zhǎng)G時(shí)的蓄電池的生命狀態(tài)，LG1和LG2為對(duì)應(yīng)的生命狀態(tài)劃分閾值,其中，步驟3，依據(jù)蓄電池的生命狀態(tài)對(duì)電池分區(qū)做出調(diào)整，當(dāng)蓄電池生命狀態(tài)為損壞時(shí)，對(duì)蓄電池進(jìn)行更換，當(dāng)蓄電池生命狀態(tài)為健康時(shí)，分區(qū)不變；當(dāng)蓄電池生命狀態(tài)為待更換時(shí)，分區(qū)情況如下：本優(yōu)選實(shí)施例考慮到了了機(jī)器人系統(tǒng)蓄電池的當(dāng)前容量會(huì)隨著蓄電池的老化而逐漸小于額定容量，第一分區(qū)子模塊通過設(shè)置第二分區(qū)單元，對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)蓄電池全生命周期的特點(diǎn)進(jìn)行研究，針對(duì)不同老化狀態(tài)對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)蓄電池電量分區(qū)進(jìn)行了調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人系統(tǒng)蓄電池在不同老化狀態(tài)下合理的電量分區(qū)，在有效進(jìn)行能量利用的同時(shí)最大程度地降低了電池電量不足的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)當(dāng)前容量進(jìn)行的計(jì)算過程中，設(shè)計(jì)了不同的更新周期，提高了計(jì)算效率。優(yōu)選的，采用以下方式獲取所述蓄電池的剩余電量：E＝ER-EF，上述式子中，EF表示蓄電池放電量；采用以下方式計(jì)算所述蓄電池放電量：EF,k＝EF,k-1+ΔEF，上述式子中，ΔEF表示步長(zhǎng)時(shí)間的電池放電電量，EF,k表示k時(shí)刻的累積放電量，EF,k-1表示k-1時(shí)刻的累積放電量，其中，上述式子中，I10表示10倍頻放電率的電流值，iB為蓄電池電流，Δt為步長(zhǎng)時(shí)間間隔，β表示充電效率，T0表示標(biāo)準(zhǔn)溫度，TB為當(dāng)前溫度，kT為溫度補(bǔ)償系數(shù)，n表示電池使用年限。本優(yōu)選實(shí)施例電源模塊通過對(duì)當(dāng)前容量和放電量進(jìn)行求取，計(jì)算出了機(jī)器人系統(tǒng)蓄電池剩余電量，有助于迅速準(zhǔn)確了解當(dāng)前電量處于的電池分區(qū)；在放電量計(jì)算過程中，引入了溫度補(bǔ)償系數(shù)和電池使用年限，提高了計(jì)算準(zhǔn)確性，通過10倍頻放電率進(jìn)行放電，提高了計(jì)算效率。優(yōu)選的，所述第二管理子模塊在對(duì)蓄電池進(jìn)行動(dòng)態(tài)電量分區(qū)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行電池的分區(qū)管理，具體管理方式為：當(dāng)蓄電池生命狀態(tài)為健康時(shí)，不對(duì)蓄電池進(jìn)行操作，當(dāng)蓄電池生命狀態(tài)為待更換時(shí)，對(duì)蓄電池進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，當(dāng)蓄電池生命狀態(tài)為損壞時(shí)，對(duì)蓄電池進(jìn)行更換；當(dāng)蓄電池電量處在使用區(qū)時(shí)對(duì)蓄電池進(jìn)行放電，當(dāng)蓄電池電量處在充電區(qū)時(shí)對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，當(dāng)蓄電池電量處在過渡區(qū)時(shí)不對(duì)蓄電池進(jìn)行操作。本優(yōu)選實(shí)施例電源模塊的第二管理子模塊采用全生命周期的動(dòng)態(tài)分區(qū)管理策略對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)蓄電池進(jìn)行管理：結(jié)合電池的老化狀態(tài)對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)蓄電池的電量分區(qū)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人系統(tǒng)蓄電池的最優(yōu)管理。使用本發(fā)明智能機(jī)器人系統(tǒng)工作，在M取不同值時(shí)，對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)使用成本和機(jī)器人系統(tǒng)工作效率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，同普通機(jī)器人相比，產(chǎn)生的有益效果如下表所示：M/天機(jī)器人系統(tǒng)使用成本降低機(jī)器人系統(tǒng)工作效率提高3528％13％4525％15％5522％20％6521％24％7519％37％最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3