专利名称：自助导航机器人系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及自助导航机器人系统。
背景技术：
随着技术的发展，如自平衡两轮车等以环保能源为动力的个人移动设备的应用越来越广泛，这种移动设备虽然速度不快，但是具有体积较小、操作方便、移动灵活等特点，因此其在大型的展会或大型景区等场所中的应用更加频繁。但是，这种个人移动设备都没有导航功能，因此在复杂的路线环境下使用，会给用户带来诸多的不便。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种自助导航机器人系统，其能够向移动体的使用者提供导航、在线信息查询服务，对移动体进行远端实时监控和管理。本发明所采用的技术方案是一种自助导航机器人系统，包括
用户终端，设置在移动体上，可接收GPS信号，并向该移动体的使用者提供导航信息和游览服务信息；
后台服务端，与用户终端双向无线通信，对移动体进行状态监控、运行控制和接入管理。本发明的用户终端能为移动体用户提供导航服务以及有关景点的介绍服务，方便了移动体用户的驾驶。本发明的后台服务端能够对移动体进行实时视频监控，并且能对移动体的移动路径和行驶速度进行智能控制，与用户终端进行双向多媒体通信，并为移动体用户提供服务信息，增加了移动体的行驶安全性，提高了对移动体的管理效率。
图1是根据本发明一实施例的导航系统的示意图。图2是根据本发明一实施例的用户终端的原理方框图。图3是根据本发明一实施例的后台服务端的原理方框图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做出进一步说明。参考图1，本发明的自助导航机器人系统，包括用户终端100和后台服务端200。其中，用户终端100设置在移动体300上，能够接收GPS信号，并向该移动体的使用者提供导航信息和游览服务信息。该游览服务信息包括景点信息、实时新闻、天气、移动体的运行状态、环境监测信息等。在一种实施方式中，移动体300可以是自平衡两轮车，自平衡两轮车是采用自平衡算法来控制车体平衡，其包括与用户终端100建立通信连接的主控通信模块，该主控通信�？橥ǔ２捎每刂拼砥�(CPC control process center).后台服务端200可与用户终端100双向无线通信，对移动体300进行状态监控、运行控制和接入管理。用户终端100包括控制�？�10、GPS�？�11、输入�？�12、存储�？�13、用户终端通信�？�14、显示模块15、视频信号采集�？�16、音频信号采集�？�17、音频输出模块 18和环境信息采集模块19。GPS�？�11用于接收GPS卫星传送的定位信息。输入模块12 接收由移动体使用者输入的输入信息。存储模块13存储有应用信息，该应用信息可包括电子地图、景点照片、景点的音频讲解数据、音乐以及系统的控制程序等。用户终端通信�？� 14用于与后台服务端200建立通信连接。在一种实施方式中，该用户终端100是通过基站实现与后台服务端200的通信连接，该用户终端通信�？�14可以是一 3G无线通信�？�、一 WIFI模块或专用的微波通信�？�。显示�？�15可采用彩色液晶屏，较佳的是，该液晶显示屏是具有触摸互动功能的显示屏，此时，输入�？�12和显示模块15集成为一体。该触摸显示屏具有红外线触控面板，面板的外框内含有电路板，且沿X轴与Y轴方向有排列均勻的发光二极管发射器和接收器，发射器与接收器互相对应。当用手指、笔或任何能阻挡光线的物体来触摸时，会挡住通过该点的红外线光束，在X轴与Y轴的接收器内部的电路板可检测出触摸的位置，以判断其坐标。本发明所采用的触摸显示屏不局限于基于红外触摸原理，也可以采用基于电容触摸原理或者是电阻触摸原理的触摸显示屏。视频信号采集�？� 16利用CMOS或CXD图像传感器采集原始图像，并且在显示�？�15上进行显示，同时还能将图像数据进行视频压缩(采用H. 264压缩标准)，通过网络进行传输，实现VOIP (Video & Voice over Internet Protocol)。这样可以实现用户终端和后台服务端之间的视频电话功能，便于移动体使用者将现场的情况及时发送到后台服务端进行控制管理。音频信号采集�？�17用于对音频信号进行采集，协助视频信号采集模块16完成视频电话功能。该音频信号采集模块17例如可采用麦克风。音频输出�？�18可采用扬声器，其可在控制�？� 10的控制下提供音频导航、音频解说以及播放音乐等功能。环境信息采集模块19用于采集用户终端周围的环境信息，例如温度、湿度以及噪音分贝数等，其可由多个传感器组成。控制�？�10包括中央处理单元101、导航单元102、音频识别单元103、移动体运行状态检测及控制单元104、计算单元105和语音导航单元106。当移动体300没有通过网络接入到后台服务端200时，导航单元102根据从GPS�？�11接收的定位信息，计算移动体 300的当前位置，并根据该计算出的当前位置、从输入�？�12输入的目的地位置以及存储于存储�？�13中的电子地图生成导航信息，将该导航信息显示于显示模块15上。该导航信息向用户示出了标注在电子地图上的从当前位置至目的地位置的引导路径。当移动体300 通过无线网络接入后台服务端200时，导航单元102可以将路线查询发送到服务端200，后台服务端200可以提供多种类型的路线查询服务，如最佳路径查询、最近路线查询等。音频识别单元103对音频信号采集�？�17采集的音频信号进行识别，判断该采集的音频信号是否属于操作指令，如果是操作指令，则通知中央处理单元101对该导航系统执行相应的操作，这样，用户终端的使用者可通过声音完成对导航系统的操作。例如，使用者要控制移动体向左拐弯，可以对麦克风说出“左拐”，音频识别单元103识别出输入的音频信号是左拐操作指令，则通过中央处理单元101通知移动体的控制处理器，完成对移动体的左拐操作。 移动体运行状态检测及控制单元104用于从移动体的控制处理器接收移动体的状态信息， 并将该移动体的状态信息动态显示于显示�？樯�。上述状态信息包括但不限于剩余电量、行驶总里程(剩余里程估算)和平均行驶速度等，在中央处理单元101的控制下，这些状态信息可以通过无线通信的方式发送到后台服务端200。计算单元105用于计算移动体300由当前位置到达目标位置所需的时间，并将该时间信息显示于显示�？�15上。当移动体300 没有与后台服务端200建立通信连接时，计算单元105仅计算当前位置到达目标位置所需的最短时间；当移动体300与后台服务端200建立了通信连接后，计算单元105可向后台服务端200申请其它复杂的计算方式，包括采用最佳路径所需的时间、采用绕行路径所需的时间等。语音导航单元106可根据导航�？�102计算出的移动体当前位置、从输入�？�12 输入的目的地位置调出预先存储的语音导航信息，并通过音频输出模块18输出。通过中央处理单元101的预先设定，在用户到达某个景点时(通过GPS信号判断该景点的位置)，语音导航单元还可调取存储于存储模块13中的音频景点介绍和背景音乐，实现对用户的语音讲解。与此同时，显示�？�15可在中央处理单元的控制下播放预先存储于存储�？�13中的景点图片或视频景点介绍。中央处理单元101可以控制用户终端100与后台服务端200 和移动体300之间的信息交换。当需要实现用户终端与后台服务端之间的多媒体通信时， 中央处理单元101可指令视频信号采集�？�16和音频信号采集�？�17进行视频信号和音频信号的采集，并指令用户终端通信�？�14将上述采集到的信号进行处理后传送给后台服务端200，同时指令用户终端通信�？�14将从后台服务端200接收到的视频信号和音频信号进行处理后，分别通过显示模块15和音频输出�？�18输出。另外，中央处理单元还可根据由输入�？�12输入的请求，控制显示�？�15和音频输出�？�18播放存储于存储模块 13中的视频信息和音频信息以及控制显示模块15显示环境信息采集模块19采集到的环境 fn息ο移动体300的控制处理器预留有与控制�？榻型ㄐ诺耐ㄐ沤涌冢赏ü没е斩�100接收来自后台服务端200的控制指令，并根据该控制指令控制移动体300的移动路径和行驶速度，实现自动驾驶的功能。后台服务端200包括管理�？�20、人机交互�？�21、数据库�？�22、后台服务端通信�？�23和移动体接口扩展�？�24。人机交互�？�21用于与后台服务端用户的信息交互，该人机交互�？槔缈梢允且淮ッ允酒粒蛘呤怯杀舜硕懒⒌穆罂朔纭⑾允酒梁脱锷鞑考餐槌�。数据库�？�22存储有包括电子地图、移动体的接入数量、每个移动体的运行状态在内的服务信息。存储在数据库模块22中的电子地图与存储在存储�？�13中的电子地图可以是相同或不同的两幅电子地图，例如，用户终端的存储�？�13中保存的电子地图仅仅为该用户终端所在的移动体所运行的区域的电子地图，而后台服务端的数据库�？橹斜４娴牡缱拥赝嘉鼍扒牡赝迹浜橇硕喔鲆贫宓脑诵星�。当移动体300 更换景区时，后台服务端200会根据当前移动体300的具体位置，下发新的地图数据信息给移动体300。存储模块13和数据库�？�22中的电子地图上均标识有景点、餐饮店以及洗手间等信息。后台服务端用户可对存储于数据库�？�22中的服务信息进行更新。后台服务端通信�？�23用于与用户终端建立通信连接。利用后台服务端通信�？�23建立起的与用户终端的通信，不仅可以为用户终端提供服务信息，还可以实现对存储在用户终端存储�？橹械氖萁懈拢约疤峁┰谙呤凳毙挛拧⑻炱�、股票等信息查询。移动体接口扩展�？镸用于使后台服务端同时接入多个移动体的用户终端。管理�？�20包括跟踪定位单元201、移动体调度管理单元202和实时查询单元203。跟踪定位单元201通过后台服务端通信�？�23接收用户终端传送的移动体GPS定位信息和移动体接入信息，通过人机交互�？�21实时显示存储于数据库�？橹械牡缱拥赝迹� 并将各移动体的当前位置信息以及移动轨迹实时地显示于该电子地图上。移动体调度管理单元202用于根据从人机交互�？�21输入的客户指令设定移动体的移动路径和行驶速度， 并控制后台服务端通信�？榻瓒ǖ囊贫肪缎畔⒑托惺凰俣刃畔⒎⑺透鲇没е斩�。 在移动体接收到后台服务端设定的移动路径信息时，会按照设定的移动路径自动驾驶。后台服务端的管理人员在监控移动体的过程中发现紧急情况，也可以对移动体300实施制动操作。实时查询单元203通过后台服务端通信�？�23接收用户终端传送的移动体状态信息、移动体所拍摄到的视频信息以及采集到的环境信息，并响应从人机交互�？�21输入的移动体查询请求，通过该人机交互模块实时显示后台服务端用户点播的移动体所拍摄的图像，同时还可以显示该移动体的状态信息。比如，后台服务端的用户可以通过点播浏览每个移动体所采集的视频图像，而且可以通过点击地图上的某个移动体实时查看该移动体的运行状态、工作参数(包括蓄电池电量、时速和胎压)等。
权利要求
1.一种自助导航机器人系统，其特征在于，包括用户终端，设置在移动体上，可接收GPS信号，并向该移动体的使用者提供导航信息和游览服务信息；后台服务端，与所述用户终端双向无线通信，对所述移动体进行状态监控、运行控制和接入管理。
2.如权利要求1所述的自助导航机器人系统，其特征在于，所述移动体包括与所述用户终端建立通信连接的主控通信�？椋弥骺赝ㄐ拍？橥ü糜没е斩私邮绽醋运龊筇ǚ穸说目刂浦噶睿⒏莞每刂浦噶羁刂聘靡贫宓囊贫肪逗托惺凰俣�。
3.如权利要求2所述的自助导航机器人系统，其特征在于，所述用户终端包括GPS�？椋糜诮邮誈PS卫星传送的定位信息；输入�？椋邮沼梢贫迨褂谜呤淙氲氖淙胄畔ⅲ淮娲⒛？椋娲⒂邪ǖ缱拥赝�、景点介绍在内的应用信息；用户终端通信�？椋糜谟胨龊筇ǚ穸私⑼ㄐ帕樱幌允灸？椋糜谙允镜己叫畔⒑陀卫婪裥畔ⅲ豢刂颇？椋每刂颇？榘ㄒ坏己降ピ鸵恢醒氪淼ピ凰龅己降ピ荽铀� GPS�？榻邮盏亩ㄎ恍畔ⅲ扑愀靡贫宓牡鼻拔恢茫⒏莞眉扑愠龅牡鼻拔恢�、从所述输入�？槭淙氲哪康牡匚恢靡约按娲⒂谒龃娲⒛？橹械牡缱拥赝忌傻己叫畔ⅲ玫己叫畔⑾允居谒鱿允灸？樯希凰鲋醒氪淼ピ煽刂聘糜没е斩擞胨龊筇ǚ穸撕退鲆贫逯涞男畔⒔换�。
4.如权利要求3所述的自助导航机器人系统，其特征在于，所述用户终端还包括视频信号采集�？椤⒁羝敌藕挪杉？楹鸵羝凳涑瞿？椋凰隹刂颇？榈闹醒氪淼ピ刂扑鲇没е斩送ㄐ拍？榻檬悠敌藕挪杉？椴杉耐枷裥藕藕透靡羝敌藕挪杉？椴杉囊羝敌藕糯透龊筇ǚ穸�、以及接收由所述后台服务端发送的视频信号和音频信号，该中央处理单元还控制所述显示�？橄允窘邮盏氖悠敌藕藕痛娲⒂诖娲⒛？橹械氖悠敌畔ⅲ刂扑鲆羝凳涑瞿？椴シ沤邮盏囊羝敌藕乓约按娲⒂诖娲⒛？橹械囊羝敌畔�。
5.如权利要求4所述的自助导航机器人系统，其特征在于，所述控制�？榛拱ㄒ灰羝凳侗鸬ピ靡羝凳侗鸬ピ运鲆羝敌藕挪杉？椴杉囊羝敌藕沤惺侗穑卸细貌杉囊羝敌藕攀欠袷粲诓僮髦噶睿绻遣僮髦噶睿蛲ㄖ醒氪淼ピ愿米灾己交魅讼低持葱邢嘤Φ牟僮�。
6.如权利要求5所述的自助导航机器人系统，其特征在于，所述控制�？榛拱ㄒ贫逶诵凶刺觳饧翱刂频ピ糜诖右贫宓闹骺赝ㄐ拍？榻邮找贫宓淖刺畔ⅲ⒔靡贫宓淖刺畔⒍允居谙允灸？樯希患扑愕ピ扑愀靡贫逵傻鼻拔恢玫酱锬勘晡恢盟璧氖奔洌⒔檬奔湫畔⑾允居谙允灸？樯希坏币贫迕挥杏牒筇ǚ穸私⑼ㄐ帕邮保眉扑愕ピ黾扑愕鼻拔恢玫酱锬勘晡恢盟璧淖疃淌奔洌坏币贫逵牒筇ǚ穸私⒘送ㄐ帕雍螅眉扑愕ピ上蚝筇ǚ穸松昵肫渌扑惴绞�。
7.如权利要求6所述的自助导航机器人系统，其特征在于，所述控制�？榛拱ㄓ镆舻己降ピ菟龅己降ピ扑愠龅囊贫宓鼻拔恢�、从输入�？槭淙氲哪康牡匚恢玫鞒鲈は却娲⒌挠镆舻己叫畔ⅲ⑼ü鲆羝凳涑瞿？槭涑�。
8.如权利要求7所述的自助导航机器人系统，其特征在于，所述用户终端还包括采集该用户终端周围的环境信息的环境信息采集模块；所述控制�？榈闹醒氪淼ピ刂扑鱿允灸？橄允靖没肪承畔⒉杉？椴杉幕肪承畔ⅰ�
9.如权利要求1或2所述的自助导航机器人系统，其特征在于，所述后台服务端包括 人机交互模块，用于与后台服务端用户的信息交互；数据库�？椋娲⒂邪ǖ缱拥赝肌⒁贫宓慕尤胧亢兔扛鲆贫宓脑诵凶刺谀诘姆裥畔ⅲ缓筇ǚ穸送ㄐ拍？椋糜谟胨鲇没е斩私⑼ㄐ帕樱还芾砟？椋霉芾砟？榘ㄒ桓俣ㄎ坏ピ鸵灰贫宓鞫裙芾淼ピ龈俣ㄎ坏ピ刂坪筇ǚ穸送ㄐ拍？榻邮沼没е斩舜偷囊贫錑PS定位信息和移动体接入信息，控制人机交互�？槭凳毕允敬娲⒂谑菘饽？橹械牡缱拥赝迹⒔贫宓牡鼻拔恢眯畔⒁约耙贫旒Ｊ凳钡叵允居诟玫缱拥赝忌希凰鲆贫宓鞫裙芾淼ピ糜诟荽尤嘶换ツ？槭淙氲目突е噶钌瓒ㄒ贫宓囊贫肪逗托惺凰俣龋⒖刂坪筇ǚ穸送ㄐ拍？榻瓒ǖ囊贫肪缎畔⒑托惺凰俣刃畔⒎⑺透鲇没е斩恕�
10.如权利要求9所述的自助导航机器人系统，其特征在于，所述后台服务端还包括用于同时接入多个移动体的用户终端的移动体接口扩展�？椋凰龉芾砟？榛拱ㄊ凳辈檠ピ檬凳辈檠ピ邮沼没е斩舜偷囊贫遄刺畔ⅲ⑾煊Υ铀鋈嘶换ツ？槭淙氲囊贫宀檠肭螅ü萌嘶换ツ？槭凳毕允竞筇ǚ穸擞没У悴サ囊贫逅纳愕耐枷窈鸵贫宓淖刺畔�。
全文摘要
本发明公开了一种自助导航机器人系统,包括用户终端，设置在移动体上，可接收GPS信号，并向该移动体的使用者提供导航信息和游览服务信息；后台服务端，与用户终端双向无线通信，对移动体进行状态监控、运行控制和接入管理。采用本发明后，能够向移动体的使用者提供导航服务以及实时信息查询服务，对移动体进行远端实时监控和管理，增加了移动体的行驶安全性，提高了对多移动体系统的管理效率。
文档编号G01S19/39GK102478657SQ201010555518
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者苏东, 陈养彬 申请人:上海新世纪机器人有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
