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航站楼服务机器人及其控制方法

摘要

一种航站楼服务机器人及其控制方法。机器人包括本体、控制系统、身份证识别器和登机牌打印机;本体包括底盘、外壳、两个主动轮和两个从动轮;外壳安装在底盘的表面;两个主动轮和两个从动轮分别安装在底盘的后部及前部两侧,每个轮的上方均安装有轮罩;控制系统、身份证识别器和登机牌打印机均安装在外壳的设备舱内。本发明的航站楼服务机器人可以实现人工遥控或自主控制,并能以集中服务的方式为旅客提供移动自助值机、固定路线引导、行李搬运、信息查询,多语言语音交流及移动监控等功能,并且可以与旅客娱乐互动,因此能够进一步简化乘机手续,方便民航旅客出行,有利于提高服务效率,提升航站楼整体科技水平。

著录项

  • 公开/公告号CN102141797A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2011-08-03

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 中国民航大学;

    申请/专利号CN201010587267.7

  • 申请日2010-12-15

  • 分类号G05B19/418(20060101);G07B1/00(20060101);

  • 代理机构12108 天津才智专利商标代理有限公司;

  • 代理人庞学欣

  • 地址 300300 天津市东丽区津北公路2898号

  • 入库时间 2023-12-18 03:00:25

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2017-02-08

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):G05B19/418 授权公告日:20120926 终止日期:20151215 申请日:20101215

    专利权的终止

  • 2012-09-26

    授权

    授权

  • 2011-09-28

    实质审查的生效 IPC(主分类):G05B19/418 申请日:20101215

    实质审查的生效

  • 2011-08-03

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明属于民用航空技术领域,特别是涉及一种航站楼服务机器人及其控制方法。

背景技术

随着民航事业的飞速发展,全国各地的机场航站楼在功能及设施上已远远不能满足要求,因此纷纷进行改造。由于各航站楼的风格迥异,并且规模、造型及功能区的划分也都各不相同,因此初入航站楼的旅客多数情况下对航站楼内的布局、服务柜台的位置等都不熟悉,所以常常不知道到何处以及如何办理相关手续,因此大多数机场目前仍以人工、定点的方式提供咨询和各项业务服务,这样不仅会增加旅客的候机时间,旅客的乘机手续繁杂,而且还会增大机场工作人员的劳动强度,同时还需要配备较多的工作人员,因此机场的运行效率低,运营成本高。

为了解决这一问题,日本安川电子株式会社开发了一种名为RoboPorter的机场服务机器人,已在北九州机场进行测试。该机器人为一种小车式的轮式移动机器人,其可以为旅客搬运不超过20kg的行李到任何编程的目的地,最高时速为2.16km,使用时旅客可以拿起机器人上的电话麦克风与其进行语音交流,以及查询机场周边的一些信息。但该文献中没有提及该机器人具备移动自助值机、移动监控和多语言交流方面的功能。

此外,韩国机场公社公开了一种“无所不在(Ubi Quitous)”的机器人,并已在金浦、仁川机场等国内航线使用。该机器人能够向旅客提供各种机场信息服务,包括航班时间、交通工具介绍以及便利设施的位置介绍,而且还可提供天气、新闻、生理功能节律、人体脂肪测定等生活服务。该机器人能够自行移动,利用声音和简单的手势向旅客打招呼,并且可以摆出不同的姿式陪同旅客拍照留念。虽然该机器人能够提供较为丰富的信息服务,但缺点是无法帮助旅客搬运行李、对旅客进行引导、提供移动自助值机等实用服务,而且对于机场特殊环境的服务针对性不强。

总之,上述这些类似机器人存在功能单一、服务业务分散、不能简化乘机手续、对环境的针对性和适应性不强等缺陷。

发明内容

为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种集旅客引导、行李搬运、信息咨询、移动自助值机、多语言语音交流及移动监控等多项功能于一身的航站楼服务机器人。

本发明的另一个目的在于提供一种上述航站楼服务机器人的控制方法。

为了达到上述目的,本发明提供的航站楼服务机器人包括本体、控制系统、身份证识别器和登机牌打印机;所述的本体包括底盘、外壳、两个主动轮和两个从动轮;其中外壳安装在底盘的表面,分为前后两部分,前部的顶面形成旅客行李放置平台,后部的内部为设备舱,并且后端面的中部设置有一个身份证识别器插入口和一个登机牌打印机出口,本体的一侧下部还设有一个电池门;两个主动轮和两个从动轮分别安装在底盘的后部及前部两侧,并且每个轮的上方均安装有一个轮罩;控制系统、身份证识别器和登机牌打印机均安装在外壳的设备舱内。

所述的控制系统包括主控系统、人机交互系统、环境感知监控系统、控制与驱动系统、通讯系统和电源系统;其中:

主控系统由采用有线网络相互进行通信的主机和辅机组成,其中主机包括主机主控板、控制与驱动模块、音频输出模块和PTZ驱动模块,主机主控板通过PC104+总线和控制与驱动模块、音频输出模块以及PTZ(Pan Tilt Zoom)驱动模块相连接;辅机包括辅机主控板、A/D、IO模块和图像采集模块,辅机主控板通过PC104+总线和A/D、IO模块以及图像采集模块相连接;

人机交互系统包括两部分,第一部分由扬声器和麦克风组成,第二部分由触摸屏和液晶显示器组成;其中扬声器通过音频输出模块与主机主控板相连;麦克风通过音频接口(ICH4)与辅机主控板相连,其安装在外壳的后端顶部内部,与外壳紧固连接;触摸屏安装在外壳的后端面上部表面,其通过通用串行总线(USB)接口与辅机主控板相连;液晶显示器安装在触摸屏的里面,并与触摸屏紧靠,其通过显卡上输出模拟信号的接口(VGA)与辅机主控板相接;

控制与驱动系统由第1驱动电机、第2驱动电机、PTZ控制装置以及电源续能装置组成;其中第1驱动电机和第2驱动电机的输出轴分别通过减速箱与一个主动轮相连,并且通过编码器与主机上的控制与驱动模块相接;PTZ控制装置与主机上的PTZ驱动模块相连;电源续能装置则与主机主控制板相接;

环境感知监控系统由内部感知系统和外部感知系统组成:其中内部感知系统包括第1、第2光电编码器和3D数字罗盘;第1、第2光电编码器分别集成在第1、第2驱动电机的尾轴上,并通过控制与驱动模块与主机主控板相连;3D数字罗盘通过串口RS232与辅机主控板相连;外部感知系统包括PTZ摄像机、两个后部可见光照明灯、两个底部可见光照明灯、第1激光测距装置和第2激光测距装置;其中PTZ摄像机安装在外壳的后端面顶部表面,其通过图像采集模块与辅机主控板相连;两个后部可见光照明灯设置在外壳的后端面中部表面,两个底部可见光照明灯则分别安装在两个主动轮的轮罩上,并且均通过A/D、IO模块与辅机主控板相连;第1激光测距装置设置在外壳的后端面下部表面,而第2激光测距装置则安装在旅客行李放置平台的前端,并且分别通过串口RS232与辅机主控板相连;

通讯系统由交换机和无线接入点组成,其中交换机通过有线网同时与主机和辅机相连;同时交换机通过网线与无线接入点相接;

电源系统由电池、充电器和电源板组成,用于为控制系统中的其它系统供电。

所述的身份证识别器通过通用串行总线(USB)与辅机主控板相连;登机牌打印机通过串口RS232与辅机主控板相接。

所述的环境感知监控系统还包括四个分别安装在两个主动轮和两个从动轮的轮罩外部边缘部位的防撞装置,防撞装置通过A/D、IO模块与辅机主控板相连。

所述的环境感知监控系统还包括一个烟雾、火灾探测装置,该装置主要由烟雾、温度检测传感器及其相应电路组成,其通过A/D、IO模块与辅机主控板相连。

所述的主动轮采用充气轮,从动轮采用万向轮。

本发明提供的航站楼服务机器人的主机控制方法包括按顺序进行的下列步骤:

1)初始化设备及自检的S1阶段,此阶段为上电后的第一个阶段,在此阶段中,主机将进行上电初始化、自检操作;

2)判断主机各部运行是否正常的S2阶段,在此阶段中,主机将对S1阶段的自检操作结果是否正常进行判断,如果判断结果为“是”,进入S3阶段,否则进入S13阶段,以进行相应的异常处理,然后退出主控循环;

3)判断是否存在本地控制指令的S3阶段,此阶段将判断当前是否存在本地控制指令,如果判断结果为“是”,则进入S4阶段,否则直接进入S5阶段;

4)执行相应的本地控制指令的S4阶段,在此阶段中,主机将执行当前存在的本地控制指令;

5)判断是否有网络消息的S5阶段,此阶段将判断当前是否存在网络消息,如果判断结果为“是”,进入S6阶段,否则直接进入S11阶段;

6)根据传感器信息得到决策行为的S6阶段,在此阶段中,主机将根据辅机送来的各传感器信息得出当前的决策行为;

7)在界面上显示网络消息及决策结果的S7阶段,在此阶段中,主机向辅机传送相关的显示指令,并通过液晶显示器显示出上述网络消息及决策结果;

8)融合上时刻行为得到最终行为命令的S8阶段,在此阶段中,主机将根据当前的行动决策和上一时刻的状态信息,确定出当前所要执行的具体动作的操作命令;

9)判断指令是否允许执行的S9阶段,此阶段将判断由S8阶段所确定的操作命令是否具备可执行的条件,如果判断结果为“是”,进入S10阶段,否则返回到S6阶段的入口处;

10)协调执行各部位命令的10阶段,此阶段将执行由S8阶段所确定的操作命令;

11)判断是否退出的S11阶段,在此阶段中,主机将判断退出条件是否成立,如果判断结果为“是”,退出主控循环以终止运行,否则返回到S3阶段的入口处继续循环;

12)向辅机发送退出信息的S12阶段,在此阶段中,主机将向辅机(31)发送退出信息,即通知辅机执行退出命令,然后主机退出主控循环以终止运行。

本发明提供的航站楼服务机器人的辅机控制方法包括按顺序进行的下列步骤:

1)初始化设备及自检的S21阶段;此阶段为上电后的第一个阶段,在此阶段中,辅机将进行上电初始化、自检操作;

2)判断辅机各部运行是否正常的S22阶段,在此阶段中,辅机将对S21阶段的自检操作结果是否正常进行判断,如果判断结果为“是”,则进入S23阶段,否则进入S31阶段,以进行相应的异常处理,然后退出主控循环;

3)采集各传感器信息的S23阶段,在此阶段中,辅机将依次采集各传感器的信息;

4)预处理各传感器信息的S24阶段,在此阶段中,辅机采用相关的滤波及容错技术对传感器信息进行预处理操作;

5)显示各传感器预处理信息的S25阶段,在此阶段中,辅机将通过液晶显示器显示出在S24阶段中所得到的各传感器数据;

6)判断网络是否连通的S26阶段,此阶段将判断当前网络连接是否正常,如果判断结果为“是”,进入S27阶段,否则返回到S23阶段的入口处;

7)打包,向主机发送传感器信息的S27阶段,在此阶段中,辅机先将在S24阶段中所得到的各传感器数据整理打包,然后通过交换机传送给主机(30);

8)判断是否接收到主机控制指令的S28阶段,在此阶段中,辅机将判断是否收到主机的控制指令,如果判断结果为“是”,进入S29阶段,否则直接进入S30阶段;

9)执行主机控制指令的S29阶段,在此阶段中,辅机将执行在S28阶段中所得到的主机传来的控制命令;

10)判断是否退出的S30阶段,在此阶段中,辅机将判断退出条件是否成立,如果判断结果为“是”,退出主控循环以终止运行,否则返回到S23的入口处以继续循环。

本发明提供的航站楼服务机器人可以实现人工遥控或自主控制,并能以集中服务的方式为旅客提供移动自助值机、可以按照旅客的具体要求自主完成固定路线引导、行李搬运、信息查询,多语言语音交流及移动监控等功能,并且可以与旅客娱乐互动,因此能够进一步简化乘机手续,方便民航旅客出行,有利于提高服务效率,提升航站楼整体科技水平。

附图说明

图1为本发明提供的航站楼服务机器人外部结构立体图。

图2为本发明提供的航站楼服务机器人中控制系统构成框图。

图3为本发明提供的航站楼服务机器人中控制系统电气结构图。

图4为本发明提供的航站楼服务机器人主机控制方法流程图。

图5为本发明提供的航站楼服务机器人辅机控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的航站楼服务机器人及其控制方法进行详细说明。

如图1-图3所示,本发明提供的航站楼服务机器人包括本体、控制系统、身份证识别器3和登机牌打印机4;所述的本体包括底盘11、外壳15、两个主动轮7和两个从动轮12;其中外壳15安装在底盘11的表面,分为前后两部分,前部的顶面形成旅客行李放置平台14,后部的内部为设备舱,并且后端面的中部设置有一个身份证识别器插入口43和一个登机牌打印机出口44,本体的一侧下部还设有一个电池门10;两个主动轮7和两个从动轮12分别安装在底盘11的后部及前部两侧,并且每个轮的上方均安装有一个轮罩;控制系统23、身份证识别器3和登机牌打印机4均安装在外壳15的设备舱内。

所述的控制系统包括主控系统20、人机交互系统21、环境感知监控系统22、控制与驱动系统23、通讯系统24和电源系统25;其中:

主控系统20为控制系统的核心,其由采用有线网络相互进行通信的主机30和辅机31组成,其中主机30包括主机主控板、控制与驱动模块、音频输出模块和PTZ驱动模块,主机主控板通过PC104+总线和控制与驱动模块、音频输出模块以及PTZ驱动模块相连接;辅机31包括辅机主控板、A/D、IO模块和图像采集模块,辅机主控板通过PC104+总线和A/D、IO模块以及图像采集模块相连接;机器人对外部环境和自身状态的感知、规划、决策、动作执行等均在主控系统20的控制下完成。主机30主要用于实现机器人的主调度决策、语音音乐输出、运动控制、导航控制、避障控制等功能;辅机31主要用于完成机器人的环境感知、人机交互、信息融合、通讯等任务,主机30和辅机31共同完成机器人的整体功能。

人机交互系统21包括两部分,第一部分由扬声器40和麦克风35组成,用于完成人机语音交互,第二部分由触摸屏2和液晶显示器34组成,用于完成人机触摸屏交互;其中扬声器40通过音频输出模块与主机主控板相连,用于输出音频信号,管理员可以根据需要控制双向语音传输的开启和关闭;麦克风35通过音频接口(ICH4)与辅机主控板相连,其安装在外壳15的后端顶部内部,与外壳15紧固连接,用于实现语音信息的双向远程传输,即语音识别在辅机31中实现,而语音输出则在主机30中完成;触摸屏2安装在外壳15的后端面上部表面,其通过通用串行总线(USB)接口与辅机主控板相连;液晶显示器34安装在触摸屏2的里央,并与触摸屏2紧靠,其通过显卡上输出模拟信号的接口(VGA)与辅机主控板相接;

控制与驱动系统23用于控制机器人在路面上自由移动,并可实时调节机器人的运动速度和运动方向,其由第1驱动电机38、第2驱动电机39、PTZ控制装置41以及电源续能装置42组成;其中第1,第2驱动电机38,39的输出轴分别通过减速箱与一个主动轮7相连,并且同时与主机30上的控制与驱动模块相接;PTZ控制装置41与主机30上的PTZ驱动模块相连,用于远程控制PTZ摄像机1的水平、俯仰摄像角度的改变以及变焦、变倍等动作,以配合机器人本体实现定位和互动娱乐;控制与驱动模块中的运动控制部分采用国家半导体公司的专用运动控制芯片LM629作为核心控制芯片,LM629通过PC104+总线与主机主控板构成主从式运动控制系统,LM629在高性能的数字运动控制中能执行精确的实时的计算任务;主机主控板通过一个高级的命令集与LM629交互,如提供速度、距离等参数,LM629通过PID控制器输出脉宽调制信号,再经过驱动与控制模块就可以推动第1驱动电机38和第2驱动电机39运转;电源续能装置42则与主机主控制板相接,用于控制电源系统25的充电或更换电池,以保证机器人能够持续工作;

环境感知监控系统22是主控系统20的输入感知部分,其利用传感器采集外界信息,并对该信息进行融合处理,用于行为规划和决策。该系统由内部感知系统和外部感知系统组成;其中内部感知系统包括第1、第2光电编码器45,46和3D数字罗盘36,用于监测机器人的状态,以调整和控制机器人的行为;第1、第2光电编码器45,46分别集成在第1、第2驱动电机38,39的尾轴上,并通过控制与驱动模块与主机主控板相连,用于计算两个主动轮7运动的里程;3D数字罗盘36通过串口RS232与辅机主控板相连,用于确定机器人的角度;外部感知系统包括PTZ摄像机1、两个后部可见光照明灯5、两个底部可见光照明灯6、第1激光测距装置8和第2激光测距装置13,用于机器人获取周围环境中各类目标的状态及特征信息,使机器人-环境之间能发生交互作用,从而使机器人对环境有自适应能力。其中PTZ摄像机1安装在外壳15的后端面顶部表面,其通过图像采集模块与辅机主控板相连,用于外部图像的采集;两个后部可见光照明灯5设置在外壳15的后端面中部表面,两个底部可见光照明灯6则分别安装在两个主动轮7的轮罩上,并且均通过通过A/D、IO模块与辅机主控板相连,用于提供有效的照明;第1激光测距装置8设置在外壳15的后端面下部表面,而第2激光测距装置13则安装在旅客行李放置平台14的前端,并且分别通过串口RS232与辅机主控板相连,以构成360°的探测范围,用来检测机器人四周的障碍物,并利用该信息实现自主避障;机器人通过融合PTZ摄像机1、光电编码器45、3D数字罗盘36以及激光测距装置8,13等信息而进行室内环境下的定位与导航;

通讯系统24主要用于实现机器人-机器人、人-机器人之间的交互,其由交换机32和无线接入点(AP)33组成,其中交换机32通过有线网同时与主机30和辅机31相连,以实现主机30和辅机31之间的通讯,这种方式能够保证通讯的速度和效率;同时交换机32通过网线与无线接入点33相接,以实现外界计算机与机器人的通讯,并且便于对机器人的调试与监控;

电源系统25为机器人提供一个稳定可靠的动力能源,用于为控制系统中的其它系统供电,其由电池、充电器和电源板组成,电池可采用铅酸电池,其充电控制是由电源续能装置42完成,充电后使机器人能够持续工作。

所述的身份证识别器3通过通用串行总线(USB)与辅机主控板相连,用于识别用户的身份证和获取相关信息;登机牌打印机4通过串口RS232与辅机主控板相接,用于打印旅客的登机牌。

所述的环境感知监控系统22还包括四个分别安装在两个主动轮7和两个从动轮12的轮罩外部边缘部位的防撞装置9,防撞装置9通过A/D、IO模块与辅机主控板相连,其与PTZ摄像机1共同担任感知监控外部工作环境的任务。

所述的环境感知监控系统22还包括一个烟雾、火灾探测装置37,该装置主要由烟雾、温度检测传感器及其相应电路组成,其通过A/D、IO模块与辅机主控板相连,用于监测工作环境,并实现烟雾报警及火灾报警。

所述的主动轮7采用充气轮,这样能够起到减震的作用;从动轮12采用万向轮。

本发明提供的候机楼机器人硬件系统采用了双主机系统——主机系统和辅机系统,软件系统的设计和实现也采用双主机系统。主机系统根据接收到的辅机数据进行行为决策,以控制机器人本体的动作;进行语音输出和音乐输出;向辅机发送触摸屏控制指令,与辅机系统共同完成人机交互。辅机系统主要用于传感器信息采集、预处理、将传感器信息打包并通过网络向主机系统传送。传感器信息处理包括语音信号的采集与识别、图像信息的采集与预处理、激光测距系统测距信息的采集与预处理、撞击信息的采集与预处理、触摸屏信息的采集与预处理、电池电压信息的采集与预处理、罗盘信息的采集与预处理、身份证识别以及打印机打印登机牌等。此外,辅机系统还能够向旅客提供信息查询功能,旅客可以通过触碰触摸屏的方式完成多种信息查询以及与候机楼机器人之间实现互动。

图4为本发明提供的航站楼服务机器人主机控制方法流程图。如图4所示,本发明提供的航站楼服务机器人主机控制方法包括按顺序进行的下列步骤:

1)初始化设备及自检的S1阶段,此阶段为上电后的第一个阶段,在此阶段中,主机30将进行上电初始化、自检操作;

2)判断主机30各部运行是否正常的S2阶段,在此阶段中,主机30将对S1阶段的自检操作结果是否正常进行判断,如果判断结果为“是”,进入S3阶段,否则进入S13阶段,以进行相应的异常处理,然后退出主控循环;

3)判断是否存在本地控制指令的S3阶段,此阶段将判断当前是否存在本地控制指令,如果判断结果为“是”,则进入S4阶段,否则直接进入S5阶段;

4)执行相应的本地控制指令的S4阶段,在此阶段中,主机30将执行当前存在的本地控制指令;

5)判断是否有网络消息的S5阶段,此阶段将判断当前是否存在网络消息,如果判断结果为“是”,进入S6阶段,否则直接进入S11阶段;

6)根据传感器信息得到决策行为的S6阶段,在此阶段中,主机30将根据辅机31送来的各传感器信息得出当前的决策行为;

7)在界面上显示网络消息及决策结果的S7阶段,在此阶段中,主机30向辅机31传送相关的显示指令,并通过液晶显示器34显示出上述网络消息及决策结果;

8)融合上时刻行为得到最终行为命令的S8阶段,在此阶段中,主机30将根据当前的行动决策和上一时刻的状态信息,确定出当前所要执行的具体动作的操作命令;

9)判断指令是否允许执行的S9阶段,此阶段将判断由S8阶段所确定的操作命令是否具备可执行的条件,如果判断结果为“是”,进入S10阶段,否则返回到S6阶段的入口处;

10)协调执行各部位命令的10阶段,此阶段将执行由S8阶段所确定的操作命令;

11)判断是否退出的S11阶段,在此阶段中,主机30将判断退出条件是否成立,如果判断结果为“是”,退出主控循环以终止运行,否则返回到S3阶段的入口处继续循环;

12)向辅机发送退出信息的S12阶段,在此阶段中,主机30将向辅机31发送退出信息,即通知辅机31执行退出命令,然后主机30退出主控循环以终止运行。

图5为本发明提供的航站楼服务机器人辅机控制方法流程图。如图5所示,本发明提供的航站楼服务机器人辅机控制方法包括按顺序进行的下列步骤:

1)初始化设备及自检的S21阶段;此阶段为上电后的第一个阶段,在此阶段中,辅机31将进行上电初始化、自检操作;

2)判断辅机各部运行是否正常的S22阶段,在此阶段中,辅机31将对S21阶段的自检操作结果是否正常进行判断,如果判断结果为“是”,则进入S23阶段,否则进入S31阶段,以进行相应的异常处理,然后退出主控循环;

3)采集各传感器信息的S23阶段,在此阶段中,辅机31将依次采集各传感器的信息;

4)预处理各传感器信息的S24阶段,在此阶段中,辅机31采用相关的滤波及容错技术对传感器信息进行预处理操作;

5)显示各传感器预处理信息的S25阶段,在此阶段中,辅机31将通过液晶显示器34显示出在S24阶段中所得到的各传感器数据;

6)判断网络是否连通的S26阶段,此阶段将判断当前网络连接是否正常,如果判断结果为“是”,进入S27阶段,否则返回到S23阶段的入口处;

7)打包,向主机发送传感器信息的S27阶段,在此阶段中,辅机31先将在S24阶段中所得到的各传感器数据整理打包,然后通过交换机32传送给主机30;

8)判断是否接收到主机控制指令的S28阶段,在此阶段中,辅机31将判断是否收到主机30的控制指令,如果判断结果为“是”,进入S29阶段,否则直接进入S30阶段;

9)执行主机控制指令的S29阶段,在此阶段中,辅机31将执行在S28阶段中所得到的主机30传来的控制命令;

10)判断是否退出的S30阶段,在此阶段中,辅机31将判断退出条件是否成立,如果判断结果为“是”,退出主控循环以终止运行,否则返回到S23的入口处以继续循环。

上面说明了本发明提供的航站楼服务机器人主机控制方法和辅机控制方法,下面进一步说明在主控系统20中所运行的主要程序模块及其工作特点。

本发明提供的航站楼服务机器人系统中所采用的控制软件主要分为四个模块,分别为里程计与罗盘融合定位模块、基于视觉特征的定位模块、系统主控模块和用户交互模块,前三个模块在机器人主机30中实现,第四个模块在机器人辅机31中实现。

里程计与罗盘融合定位模块为机器人控制提供实时的位姿信息。该模块通过第1、第2光电编码器45,46及3D数字罗盘36实时采集两个主动轮7的里程和机器人的角度数据,经融合处理后得到可信度较高的机器人位姿信息,并将此信息基于网络传送到系统主控模块。

基于视觉特征的定位模块为机器人提供可靠准确的位姿信息,在初始位姿未知、位姿可信度较低或发生机器人拐骗情况下发挥重要作用。该模块利用已知地图的路标信息的sift特征进行定位计算。

系统主控模块主要实现地图的表示及创建、任务调度、机器人基于指定路线的路径跟踪控制等功能。

用户交互模块主要实现软件系统与旅客的交互,旅客可向机器人下达引导的指令,该模块还可显示出当前机器人的状态信息。

当旅客需要使用本发明提供的航站楼服务机器人装载行李时,其可将行李放在旅客行李放置平台14,这样该机器人就可将其运送到航站楼内的任何位置。

当旅客需要引导时,首先用手点触触摸屏2,然后从液晶显示器34上的业务模式中选择引导模式并预设目标点,之后点击开始引导标识,这时路径引导开始执行。旅客可根据液晶显示器34上的画面引导和扬声器40的语音引导提示跟随航站楼服务机器人到达所需的目标点。

当旅客需要自助值机时,首先用手点击触摸屏2,然后在液晶显示器34上的业务模式中选择自助值机模式,这时主控系统20将通过液晶显示器34提示旅客将其身份证通过身份证识读器插入口43放入身份证识读器3的内部,当确认身份证已放入后,在主控系统20的控制下身份证识读器3将会一次性扫描身份证影像和芯片中的数据信息,之后将身份证从身份证识读器插入口43中退出,随后主控系统20将连接远端数据库,并提示旅客按液晶显示器34上给出的流程进行操作,以完成相关值机手续,最后在主控系统20的控制下登机牌打印机4可立即打印出登机牌,并通过登机牌出口44提供给旅客,由此完成自助值机过程。

当旅客需要信息查询时,首先用手点击触摸屏2,然后在液晶显示器34上的业务模式中选择信息查询模式,液晶显示器3将显示出查询模式主页面,该主页面下包含四大类功能:机场信息、交通指南、旅游住宿、娱乐互动。旅客可使用手指点击子模块,进入子页面查看相关内容。

另外,由于本航站楼服务机器人的液晶显示器34上具有多语言显示界面,因此适用于不同语言国家的旅客使用,所以使用方便。

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