[發(fā)明專利]一種全向機(jī)場跑道檢測機(jī)器人系統(tǒng)及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710425602.5
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107263511A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李芃;秦洪德;陳明杰;王宇超;傅薈璇;張曉宇;馮寶財;陶燦燦
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: B25J13/08
• 分類號: B25J13/08;B25J11/00;G05D1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種全向機(jī)場跑道檢測機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，包括：

采集模塊，用于獲取本體狀態(tài)以及機(jī)場跑道視頻，并將所獲取的本體狀態(tài)發(fā)送到遠(yuǎn)程智能終端，所述本體狀態(tài)包括全向機(jī)場跑道檢測機(jī)器人的位置、姿態(tài)；

控制模塊，用于接收遠(yuǎn)程智能終端發(fā)送的機(jī)場跑道巡檢路線后，根據(jù)巡檢路線執(zhí)行軌跡進(jìn)行運(yùn)動以及對機(jī)場跑道進(jìn)行視頻采集，并根據(jù)所采集的視頻進(jìn)行機(jī)場跑道裂紋或異物判斷：若有裂紋，則將裂紋處的位置發(fā)送回遠(yuǎn)程監(jiān)控端；若有異物，則控制處理模塊對異物進(jìn)行清理；若無裂紋和異物，則繼續(xù)執(zhí)行軌跡跟蹤和視頻采集；

處理模塊，用于控制機(jī)械手或吸塵器對異物進(jìn)行清理。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全向機(jī)場跑道檢測機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊包括主控模塊(1)，所述主控模塊(1)上連接有驅(qū)動控制模塊(2)，所述驅(qū)動控制模塊(2)上連接有全向運(yùn)動模塊(3)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全向機(jī)場跑道檢測機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述主控模塊(1)為ARM11主控制模塊，并且所述ARM11主控制模塊內(nèi)含嵌入式Linux系統(tǒng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全向機(jī)場跑道檢測機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動控制模塊(2)為DSP驅(qū)動控制模塊，所述DSP驅(qū)動控制模塊由兩塊DSP處理器擴(kuò)展連接而成，通過UART方式與ARM11進(jìn)行轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)收發(fā)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全向機(jī)場跑道檢測機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述全向運(yùn)動模塊(3)為Mecanum輪全向運(yùn)動平臺，所述Mecanum輪全向運(yùn)動平臺由4個Mecanum輪、4個直流伺服電機(jī)及功率驅(qū)動電路構(gòu)成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全向機(jī)場跑道檢測機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述采集模塊包括與控制模塊相連接的視頻采集模塊(4)和姿態(tài)檢測模塊(5)；所述視頻采集模塊(4)為CMOS攝像頭；所述姿態(tài)檢測模塊(5)為STM32位置姿態(tài)檢測模塊，所述STM32位置姿態(tài)檢測模塊由STM32處理器通過IIC方式與MPU9250通信，完成姿態(tài)檢測，通過UART方式與UM220-III通信，完成裂紋處的位置檢測。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全向機(jī)場跑道檢測機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述STM32位置姿態(tài)檢測模塊通過GPS/北斗系統(tǒng)、陀螺儀、加速度計以及磁力計對機(jī)器人進(jìn)行位置、姿態(tài)的檢測和信息融合，所述信息融合采用卡爾曼濾波的數(shù)據(jù)融合，將陀螺儀、加速度計和磁力計數(shù)據(jù)濾波、融合，計算得到高精度的姿態(tài)角度。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全向機(jī)場跑道檢測機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于，所述處理模塊為Arduino機(jī)械手及吸塵器控制模塊，所述采用Arduino處理器完成6自由度機(jī)械手和吸塵器的控制。

9.一種全向機(jī)場跑道檢測機(jī)器人控制方法，其特征在于，包括：

S1、將本體狀態(tài)發(fā)送到遠(yuǎn)程智能終端，所述本體狀態(tài)包括全向機(jī)場跑道檢測機(jī)器人的位置、姿態(tài)；

S2、接受遠(yuǎn)程智能終端根據(jù)本體狀態(tài)發(fā)送的機(jī)場跑道巡檢路線；

S3、根據(jù)巡檢路線執(zhí)行軌跡進(jìn)行運(yùn)動以及對機(jī)場跑道進(jìn)行視頻采集，并根據(jù)所采集的視頻進(jìn)行機(jī)場跑道裂紋或異物判斷：若有裂紋，則將裂紋處的位置發(fā)送回遠(yuǎn)程監(jiān)控端；若有異物，則對異物進(jìn)行清理；若無裂紋和異物，則繼續(xù)執(zhí)行軌跡跟蹤和視頻采集。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全向機(jī)場跑道檢測機(jī)器人控制方法，其特征在于，所述根據(jù)巡檢路線執(zhí)行軌跡進(jìn)行運(yùn)動具體包括：全向機(jī)場跑道檢測機(jī)器人對直流伺服電機(jī)進(jìn)行運(yùn)動控制通過速度與位置姿態(tài)的雙閉環(huán)控制器，完成對于設(shè)定巡檢路線的軌跡跟蹤。