[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

说明书

本发明公开了一种用于智能捡垃圾的移动机器人系统与实现方法。系统主要由移动平台、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、控制模块以及电源模块组成。移动平台上的深度相机识别场景中的疑似垃圾，主动引导移动平台靠近疑似垃圾。机械臂末端上的深度相机对疑似垃圾进行进一步搜寻、识别、定位与分类，然后控制模块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。移动机器人巡检时，语音模块可以提示行人主动投放垃圾，行人将垃圾置于任意一个深度相机前，经系统识别后打开对应垃圾桶桶盖，允许行人投放垃圾。本发明涉及视觉检测、机械臂控制等技术，可用于大场景下的垃圾搜寻、抓取、分类、投放和搬运。

【技术领域】

本发明涉及移动机器人技术与机械臂抓取技术的融合交叉技术领域，特别是涉及一种用于智能捡垃圾的移动机器人系统与实现方法。

【背景技术】

目前，对于城市垃圾的回收，大都只是停留在对垃圾的定点回收与分类上，这种回收方法需要依赖市民自觉的环保意识，是一种被动式的垃圾回收机制。而城市中的广场、街道、居民小区、商业通道等地方，往往有大量生活垃圾被有意或无意扔在地面上，需要依靠大量人力去清理，效率低，而且成本高。智能捡垃圾的移动机器人是一种主动式的垃圾智能回收系统，但在机器人执行垃圾抓取与回收任务中，由于大场景动态环境的复杂性和垃圾目标的随机性，垃圾目标及其种类识别还面临很大挑战，垃圾识别与定位精度，有待进一步提高，以增强智能捡垃圾的移动机器人对环境的适应性。

鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是在机器人执行垃圾抓取与回收任务中，由于大场景动态环境的复杂性和垃圾目标的随机性，垃圾目标及其种类识别还面临很大挑战，垃圾识别与定位精度，有待进一步提高，以增强智能捡垃圾的移动机器人对环境的适应性。

本发明进一步要解决的技术问题是现有技术中对于存在识别准确度不高的情况，缺少一种回溯机制，即错识别的问题发生了，却很难定位到原因。

本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种用于智能捡垃圾的移动机器人系统，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。

优选的，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。