[发明专利]一种可自主运动到使用者身边的垃圾收集机器人

说明书

本发明涉及智能垃圾桶技术领域，公开了一种可自主运动到使用者身边的垃圾收集机器人，包括机壳、动力控制模块、手势识别模块、嵌入式处理器模块、障碍物检测模块、电源模块和启发式路径规划模块；所述嵌入式处理器模块包括ZYNQ和树莓派；所述机壳包括用于收容垃圾的圆筒和安装在所述圆筒下方的底座；所述嵌入式处理器模块通过接收手势识别模块和障碍物检测模块的电信号，制定路线并控制机器人移动。本发明垃圾收集机器人可识别人的手势，并自主规划路线移动到使用者身边，不需要使用者走向垃圾桶，节约了使用者的时间，提高了使用者的工作效率，极大地方便使用者，使机器人更加智能化、人性化，便于在图书馆、会议室、医院等大型公共场所应用。

技术领域

本发明涉及垃圾回收技术领域，尤其涉及一种可自主运动到使用者身边的垃圾收集机器人。

背景技术

随着智能设备的市场化发展，智能垃圾桶在功能、种类上不断丰富。如今，推广与普及智能垃圾桶、充分发挥其智能性，以更好地方便人类生活是一种必然趋势。

与传统垃圾桶相比，现有的智能垃圾桶功能主要集中在：桶盖感应开关、满溢检测、自动打包等方面。但在使用时，这些现有的智能垃圾桶在智能化上还有待提升，仍需要使用者走向垃圾桶投放垃圾。

采用手势识别、障碍物检测和路径规划技术，解决投放垃圾时仍需要使用者走向垃圾桶的问题，可使现有智能垃圾桶进一步智能化。

发明内容

为解决背景技术中所提出的技术问题，本发明提供一种可自主运动到使用者身边的垃圾收集机器人。

本发明采用以下技术方案实现：一种可自主运动到使用者身边的垃圾收集机器人，包括机壳、动力控制模块、手势识别模块、嵌入式处理器模块、障碍物检测模块、电源模块和启发式路径规划模块；

所述嵌入式处理器模块包括ZYNQ和树莓派；

所述机壳包括用于收容垃圾的圆筒和安装在所述圆筒下方的底座；

本方案中，启发式路径规划模块采用协处理器，ZYNQ的PS部分运用SLAM(同时定位与地图创建)技术进行对环境地图信息的收集，运行A*算法进行对地图信息和位置信息的机器学习，达到对运行路径的合理规划。

其中SLAM技术为通过传感器进行空间定位技术，主要用于解决机器人在未知环境运动时的定位和地图构建问题。

其中A*算法又称最佳图搜索算法，通过f(n)＝g(n)+h(n)函数来计算每一个节点的优先级。f(n)为节点的综合优先级；g(n)为节点n距离起点的实际代价；h(n)为节点n距离终点的估计代价又称启发函数。

A*算法具体运行过程如下：

初始化开始地图信息表格和最终地图信息表格；

将起点加入开始地图信息表格，并设置优先级为0(优先级最高)；

如果开始地图信息表格不为空，则从开始地图信息表格中选取优先级最高的节点n；

如果节点n为终点，则从终点开始逐步追踪父节点，一直达到起点，返回找到的结果路径，算法结束；

如果节点n不是终点，则将节点n从开始地图信息表格中删除，并加入最终地图信息表格中，遍历节点n所有的邻近节点；

如果邻近节点m在最终地图信息表格中，则跳过，选取下一个邻近节点；

如果邻近节点m也不在开始地图信息表格中，则设置节点m的父节点为节点n；

计算节点m的优先级并将节点m加入开始地图信息表格中；

工作过程如下：