Мобильный робот с камерой и направленными источниками лазера
Полезная модель относится к самоходным транспортным средствам. Сущность полезной модели состоит в том, что используя съемку камерой в процессе вращения камеры в горизонтальной плоскости, при непрерывном испускании двух параллельно направленных лучей лазера источниками лазерного излучения, блоком управления определяется расстояние до окружающих препятствий, что используется для определения маршрута движения, а так же используя съемку камерой в процессе движения производится позиционирование мобильного робота, что позволяет мобильному роботу определять свое положение в пространстве, а так же передвигаться, избегая столкновений с препятствиями.
Полезная модель относится к самоходным транспортным средствам.
Известно техническое решение (патент РФ 
2262878 С2 МПК A47L 9/28, 2007 г.), характеризующееся тем, что содержит привод, предназначенный для приведения в движение колес, камеру, расположенную в корпусе и управляющее устройство транспортного средства для идентификации положения привода путем использования информации, полученной путем фотографирования камерой информационной метки, расположенной на потолке рабочей зоны, и для управления приводами с учетом информации о положении привода, причем указанная идентификационная метка имеет множество частей, указывающих направление, которые образованны за одно целое с ней, при этом части, указывающие направление, образованны в азимутальном направлении от заранее заданной центральной точки идентификационной метки и имеют разную длину.
Недостатками данного технического решения являются необходимость в наличии идентификационной метки на потолке рабочей области, что ограничивает использование самоходного транспортного средства помещениями, в которых может быть установлена информационная метка, причем таким образом, чтобы она находилась в области видимости камеры, и необходимость освещения информационной метки.
Задача данной полезной модели - расширить сферу использования технического решения, за счет устранения необходимости наличия информационной метки на потолке рабочей области и необходимости освещения информационной метки.
Задача решается тем, что мобильный робот с камерами и направленными источниками лазера содержит поворотное устройство с установленными на ней камерой и двумя источниками лазера. Поворотное устройство осуществляет вращение в горизонтальной плоскости. Поворотное устройство представляющей собой мотор-редуктор, к валу которого присоединена панель, предназначенная для крепления на ней камеры и лазера. Источники лазера установлены таким образом, что лучи лазера направлены параллельно друг другу и параллельно поверхности, на которой установлен мобильный робот и проходят на одинаковом от нее расстоянии. Камера установлена между источников лазера так, что на снимке, сделанном камерой, видны проекции лучей лазера на поверхность, перпендикулярную направлению лучей, в определенном диапазоне расстояний от камеры до указанной поверхности, зависящем от условий освещенности и разрешающей способности камеры. Определение положения устройства относительно окружающих предметов производится посредством анализа изображений полученных камерой, в ходе которого определяется изменение расстояния на изображениях между проекциями лучей лазера, связанное с искажением перспективой; пользуясь тем, что указанное изменение расстояния пропорционально изменению расстояния между объективом камеры и поверхностью, на которую проецируются лучи лазера, производится вычисление изменения расстояния до указанной поверхности; так же, пользуясь тем, что расстояние на изображении между проекциями лучей лазера связано зависимостью с расстоянием между объективом камеры и поверхностью, на которую проецируются лучи лазера, производится вычисление расстояния до указанной поверхности. Произведение определения расстояния во время вращения поворотного устройства в горизонтальной плоскости позволяет составить виртуальную карту препятствий и осуществлять определение местоположения мобильного робота относительно некоторого препятствия, которое принимается за начало отсчета. Пользуясь информацией из виртуальной карты препятствий, определяется маршрут перемещения мобильного робота, следование которому позволяет избежать столкновения с препятствиями.
На фиг.1 и 2 изображен мобильный робот с камерой и направленными источниками лазера.
Мобильный робот с камерами и направленными источниками лазера состоит из корпуса 1, присоединенных к корпусу двух ведущих колес 2, приводимых в движение электродвигателями 3, пассивного колеса 4, блока управления 5, полки поворотного устройства 6, двигателя поворотного устройства 7, вращающейся панели 8, источников лазерного излучения 9, камеры 10.
Мобильный робот с камерами и направленными источниками лазера работает следующим образом.
До начала движения мобильного робота производится плавный поворот вращающейся панели 8 двигателем поворотного устройства 7, за время которого определяется расстояние до окружающих препятствий. Для этой цели камера 10 производит съемку с определенным временным интервалом, а источники лазерного излучения 9 излучают лазерное излучение. По информации, полученной от камеры 10, блоком управления 5 составляется виртуальная карта препятствий. После этого блоком управления 5 производится определение маршрута, исключающего столкновение с препятствием. Блоком управления 5 определяется скорость вращения каждого из ведущих колес 2, необходимая для отработки определенного маршрута. На электродвигатели 3 подается напряжение, обеспечивающее величину скорости вращения каждого из ведущих колес 2, необходимой для отработки определенного маршрута. Во время движения мобильного робота камера 10 направлена по направлению движения мобильного робота. Во время движения камера 10 производит съемку местности с определенным временным интервалом. Информация, полученная от камеры 10 во время движения, используется блоком управления 5 для определения текущего положения мобильного робота.
Использование мобильного робота с камерами и направленными источниками лазера в качестве транспортного средства позволит расширить область применения технического решения, в связи с устранением необходимости наличия информационной метки в области видимости камеры и необходимости освещения информационной метки.
Мобильный робот с камерой и направленными источниками лазера, состоящий из платформы с соединенными с ней двумя ведущими колесами, приводимыми в движение электродвигателями, блока управления и камеры, отличающийся тем, что камера установлена на поворотный механизм, способный поворачивать камеру в горизонтальной плоскости, вместе с двумя источниками лазерного излучения, установленными таким образом, что лучи лазера направлены параллельно.
