[发明专利]一种用于智能捡垃圾的移动机器人系统与实现方法

权利要求书

1.一种用于智能捡垃圾的移动机器人系统，其特征在于，系统包括移动平台，所述移动平台上设置有多自由度机械臂、垃圾存放装置、语音模块、视觉检测模块、传感器模块、控制模块和电源模块，其中，所述控制模块与所述多自由度机械臂、垃圾存放装置、语音模块、视觉检测模块和传感器模块相连，所述电源模块给所述移动平移台、所述垃圾存放装置、语音模块、所述控制模块、所述多自由度机械臂、视觉检测模块和传感器模块供电，具体的：

控制模块通过视觉检测模块识别场景中的疑似垃圾，并根据所述传感器模块实现所述移动平台的路径规划和靠近所述疑似垃圾的操作；在控制模块通过视觉检测模块完成对所述疑似垃圾的识别、分类和定位后，打开对应种类的垃圾桶桶盖，控制机械臂完成垃圾抓取和投放任务；

其中，移动机器人巡检时，语音模块用于提示行人主动投放垃圾，行人将垃圾置于视觉检测模块前，经视觉检测模块识别后，由控制模块打开对应垃圾桶桶盖，允许行人投放垃圾到相应垃圾存放装置中；

还包括校验模组，所述校验模组包括一个或者多个校验储物槽和相应的槽盖，所述一个或者多个校验储物槽的槽盖与按照垃圾类型分类的所述垃圾桶桶盖都归属所述控制模块驱动，具体的：

控制模块通过视觉检测模块完成对所述疑似垃圾的识别、分类和定位后，若识别和分类结果中包含至少两个疑似结果时，控制模块控制当前处于空闲状态的校验储物槽的槽盖打开，并控制机械臂将该垃圾投入打开槽盖的校验储物槽；

其中，所述控制模块还用于在本地存储中将该疑似垃圾的识别和分类过程，以及投入该疑似垃圾的校验储物槽的标识信息记录到日志中，用于后续工作人员对此疑似垃圾的识别和分类过程进行回溯和改进。

2.根据权利要求1所述的用于智能捡垃圾的移动机器人系统，其特征在于，所述视觉检测模块通过深度相机A和深度相机B联合，深度相机A水平放置并固定在移动平台前端的正中央，深度相机B安装在所述多自由度机械臂末端上；

其中，所述深度相机A用于识别场景中的疑似垃圾；所述深度相机B用于完成对所述疑似垃圾的识别、分类和定位；

所述传感器模块包括惯性传感器、轮式编码器、GPS和北斗系统中的一种或者多种。

3.根据权利要求1或2所述的用于智能捡垃圾的移动机器人系统，其特征在于，所述的垃圾存放装置包含多套用于存储不同垃圾类型的子垃圾存放装置，分布安装在移动平台上，每套子垃圾存放装置均包括垃圾桶、对应桶盖、电机驱动板、直流电机和传动连接杆；

其中，所述电机驱动板串接在控制模块和直流电机之间，用于向所述直流电机发送来自控制模块的驱动指令；所述驱动电机通过所述连接杆与所述桶盖相连，用于驱动所述连接杆实现所述桶盖的闭合和打开。

4.一种用于智能捡垃圾的移动机器人实现方法，其特征在于，智能捡垃圾的移动机器人在建立好的地图上自主运动，搜寻场景中的垃圾，方法包括：

智能捡垃圾的移动机器人融合深度相机A、惯性传感器和轮式编码器，以及GPS或北斗系统数据进行位姿估计；

在建立好的地图上，智能捡垃圾的移动机器人按照设定好的路径运动，并进行动态避障；

深度相机A搜寻场景中的疑似垃圾，初步定位疑似垃圾，主动引导移动平台靠近疑似垃圾；

智能捡垃圾的移动机器人运行到有疑似垃圾的附近区域后，机械臂末端上的深度相机B随着机械臂的运动，进一步主动搜寻疑似垃圾，进行垃圾识别、分类和精确定位，引导机械臂抓取垃圾，并投放到对应种类的垃圾桶中；

智能捡垃圾的移动机器人还包括一个或者多个校验储物槽，所述一个或者多个校验储物槽的槽盖与按照垃圾类型分类的所述垃圾桶桶盖都归属所述智能捡垃圾的移动机器人控制，具体的：

智能捡垃圾的移动机器人通过深度相机B完成对所述疑似垃圾的识别、分类和定位后，若识别和分类结果中包含至少两个疑似结果时，控制当前处于空闲状态的校验储物槽的槽盖打开，并控制机械臂将该垃圾投入打开槽盖的校验储物槽；

其中，智能捡垃圾的移动机器人在本地存储中将该疑似垃圾的识别和分类过程，以及投入该疑似垃圾的校验储物槽的标识信息记录到日志中，用于后续工作人员对此疑似垃圾的识别和分类过程进行回溯和改进。