[实用新型]一种实现目标定位与跟踪的机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及目标定位与跟踪领域，具体涉及一种实现目标定位与跟踪的机器人。

背景技术

目标跟踪技术需要获取目标的方向，以及目标的距离即深度信息，才能实现有效跟踪。深度信息的获取一般有两种实现方式，一种是采用双目摄像头，基于视差原理并利用成像设备从不同的位置获取被测物体的两幅图像，通过计算图像对应点间的位置偏差，来获取物体三维几何信息间接得到深度信息；一种是采用类似微软的kinect的设备直接获取深度信息。前者尚处于理论研究阶段，应用还不成熟；后者不仅成本较高，而且容易受到环境因素如光照等的干扰，可获取的距离也相当有限，不适合机器人在室外的应用环境。

实用新型内容

本实用新型提供一种实现目标定位与跟踪的机器人，实现基于单目视觉和超声波测距的目标定位与跟踪。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种实现目标定位与跟踪的机器人，包括：目标采集装置、超声波探头、检测机构、控制机构、运动机构；

所述目标采集装置和所述超声波探头设置在所述机器人主体的侧面，所述目标采集装置与所述超声波探头设置在同一竖直方向上，并且设置的方向与所述机器人的行走方向一致，所述目标采集装置用于识别行走方向上的被跟踪目标；

所述检测机构分别与所述目标采集装置和所述控制机构相连，用于检测所述被跟踪目标是否正对所述超声波探头发射与接收方向；

所述控制机构分别与所述检测机构和所述运动机构相连，当所述被跟踪目标不正对所述超声波探头发射与接收方向时，所述控制机构控制所述运动机构调整所述机器人主体的身姿以使所述超声波探头发射与接收方向正对被跟踪目标；

所述超声波探头，用于在所述超声波探头发射与接收方向正对被跟踪目标时，获取被跟踪目标的距离信息。

优选地，所述超声波探头末端设置有伸缩组件，所述伸缩组建支持所述超声波探头在行走方向上伸缩，用于在被跟踪目标超出所述超声波探头的探测范围时，将所述超声波探头伸缩预设距离，从而重新使被跟踪目标进入所述超声波探头的探测范围，获取被跟踪目标的距离信息。

优选地，所述伸缩组件通过弹性部件活动的设置于所述超声波探头末端或者通过旋进式结构活动的设置于所述超声波探头末端。

优选地，所述目标采集装置为探测器，所述探测器通过向行走方向上发射探测信号识别行走方向上的被跟踪目标。

优选地，所述检测机构为角度传感器，所述角度传感器通过判断所述被跟踪目标是否处于所述角度传感器接收角平分线位置或者处于预设角度范围检测所述被跟踪目标是否正对所述超声波探头发射与接收方向。

优选地，所述目标采集装置为单目摄像头，所述单目摄像头通过拍摄行走方向上被跟踪目标的图像识别行走方向上的被跟踪目标。

优选地，所述检测机构为图像处理单元，所述图像处理单元通过判断所述被跟踪目标是否处于所述图像的中心位置或者处于所述图像的预设区域范围检测所述被跟踪目标是否正对所述超声波探头发射与接收方向。

优选地，所述运动机构包括：两个驱动轮和一个随动轮；两个所述驱动轮对称的设置在所述机器人主体的底面，并且两个所述驱动轮的滚动轨迹形成所述机器人的行走方向，所述随动轮设置在所述机器人主体的底面，并且位于两个所述驱动轮的对称轴上。

优选地，所述随动轮为万向轮，所述控制机构控制两个所述驱动轮以差速方式调整所述机器人主体的身姿。

优选地，所述控制机构包括：控制单元和电机，

所述控制单元根据所述检测机构的判断结果形成转速调节信号，并将所述转速调节信号发送给电机；

所述电机根据所述转速调节信号驱动两个所述驱动轮调整所述机器人主体的身姿。

本实用新型和现有技术相比，具有如下有益效果：

本实用新型提出的方案，基于视觉引导和超声测距的运动目标定位和跟踪方法，利用视觉引导技术，获取目标在图像平面中的位置与方位，据此调整自身姿态以使超声波发射与接收方向正对被跟踪目标，并利用超声波测距方式获取被跟踪目标的距离信息。相较于相关技术的其他方案，本实用新型提出的在保证较好的跟踪效果的前提下，其成本低，性价比高，可行性较强。

附图说明

图1为本实用新型实施例的实现目标定位与跟踪的机器人的组成示意图；

图2为本实用新型实施例的实现目标定位与跟踪的机器人的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的实现目标定位与跟踪的机器人的结构示意图；