[發明專利]巡檢機器人室內外自主導航系統

有效

• 申請號: 201210527114.2
• 申請日: 2012-12-10
• 公開（公告）號: CN103064416A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 白俊杰;周繼強;鞏立艷;張坤;韋虎;路巍
• 申請（專利權）人: 江西洪都航空工業集團有限責任公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

技術領域

本發明涉及一種巡檢機器人室內外自主導航系統。

背景技術

巡檢機器人是一種廣泛應用于自動化倉庫、港口、物流基地等場所的重要設備。通過在可移動車體上配置CCD攝像機、條形碼閱讀器、激光傳感器等多種傳感器，可以在車體移動的同時對周圍環境進行感知，實現貨物和設備的巡檢。目前，巡檢機器人已逐漸成為物流、倉儲、電力等行業重要的自動化設備，起著越來越重要的作用。

目前，典型的巡檢機器人普遍采用巡線方式進行區域遍歷，完成巡檢任務。該方式需在任務區域預先埋設電纜線或繪制路線，機器人才能夠沿著預先設置的路徑行進，完成給定任務。該方式的不足之處在于，一旦機器人執行任務的環境發生了改變，就需要對路徑進行重新布置，極大的增加了使用者的工作強度，造成自動化巡檢系統對環境依賴性強、靈活性差等缺點。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，適應現實需要，提供一種巡檢機器人室內外自主導航系統。

為了實現本發明的目的，本發明采用的技術方案為：

一種巡檢機器人室內外自主導航系統,包括行走控制單元，行走決策單元，功能任務單元，所述行走控制單元包括用于計算里程的光電編碼盤和驅動巡檢機器人行進的直流有刷電機，還包括直流電機驅動器；所述行走決策單元包括用于感知周圍環境的位置傳感器、GPS接收裝置、激光傳感器、射頻傳感器，所述各傳感器和GPS接收裝置均與行走控制工控機連接，所述行走控制工控機與所述電機驅動器通過串口連接；所述功能任務單元包括條形碼閱讀器和各攝像頭，還包括人際交互計算機，所述條形碼閱讀器和各紅外攝像頭均與所述人機交互計算機連接，所述人際交互計算機與行走決策單元的行走控制工控機通過網口映射連接。

所述自主導航系統以四輪小車作為各硬件的載體。

本發明的有益效果在于：

成本低，容易實現，維護簡單，環境適應性強。

附圖說明

圖1為本發明的結構原理框圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明：

實施例：參見圖1。

一種巡檢機器人室內外自主導航系統,包括行走控制單元，行走決策單元，功能任務單元，所述行走控制單元包括用于計算里程的光電編碼盤11和驅動巡檢機器人行進的直流有刷電機12，還包括直流電機驅動器1；

所述行走決策單元包括用于感知周圍環境的位置傳感器21、GPS接收裝置22、激光傳感器23、射頻傳感器24，所述各傳感器和GPS接收裝置均與行走控制工控機2連接，所述行走控制工控機2與所述電機驅動器1通過串口連接；

所述功能任務單元包括條形碼閱讀器31和各攝像頭，主要為CCD攝像頭32和紅外攝像頭33，還包括人際交互計算機3，所述條形碼閱讀器31、?CCD攝像頭32和紅外攝像頭33均與所述人機交互計算機3連接，所述人際交互計算機3與行走決策單元的行走控制工控機2通過網口映射連接。

直流電機驅動器1采用若比特直流電機驅動器，可以將光電編碼盤11讀數采集回來，并通過RS232串口發送給行走控制工控機2。采用嵌入式工控機做行走控制計算機，并通過位置傳感器21、GPS接收裝置22、激光傳感器23、射頻傳感器24的數據采集周圍環境信息進行定位導航，行走控制工控機2通過串口向直流電機驅動器1發出行走指令，在行走過程中，條形碼閱讀器31、CCD攝像頭32、紅外攝像頭33隨時進行巡檢信息的采集，將采集到的信息通過網絡發送給工作人員。

室內定位：采用被動式坐標定位技術，位置傳感器21選用StarGazer位置傳感器，利用紅外反光技術可以實現室內全天候的定位。該技術具有成本低，容易實現，維護簡單，環境適應性強等特點。????????????????

室外定位：由于室外環境大多屬于公共場所，并遠比室內環境復雜，因此室內定位算法無法照搬到室外環境。針對室外環境定位的特殊性，目前通用的方法是采用商業GPS定位，GPS接收裝置22可以實時獲取自身所在的位置和航向角信息。考慮到GPS接收裝置22可能會由于高建筑的遮擋存在信號不穩定情況，當短時間內無法得到GPS信號時，采用慣導系統進行導航，當接收到GPS信號后，系統再由慣導導航切換到GPS導航。

由于GPS的定位精度往往不高，通常達到米級誤差。為了實現機器人從室外到室內的完全自動導航，還需要室內外導航過程進行過渡，也即需要室內外之間的定位銜接。結合室內編碼標簽輔助定位的思想，采用射頻傳感器24輔助定位可提高室外定位精度，即并實現室內外銜接。