[發(fā)明專(zhuān)利]地鐵隧道內(nèi)安全巡檢機(jī)器人的定位系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811159626.1
• 申請(qǐng)日: 2018-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109254298B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史聰靈;胡鵠;車(chē)洪磊;王文偉;李建;胥旋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): G01S17/06
• 分類(lèi)號(hào): G01S17/06;G05D1/02
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

1.一種地鐵隧道內(nèi)安全巡檢機(jī)器人的定位系統(tǒng)，其特征在于，包括：激光發(fā)射單元、激光感光單元、處理單元及激光反射單元；所述激光發(fā)射單元及所述激光感光單元設(shè)置于巡檢機(jī)器人本體，多個(gè)所述激光反射單元沿軌道方向間隔設(shè)置于地鐵隧道的側(cè)壁上；

所述激光發(fā)射單元用于在所述巡檢機(jī)器人沿所述地鐵隧道內(nèi)的軌道運(yùn)行時(shí)，向所述地鐵隧道的側(cè)壁發(fā)射激光；

所述激光感光單元用于接收到所述激光反射單元反射回的激光；

所述處理單元用于根據(jù)所述反射回的激光的角度信息和距離信息確定所述巡檢機(jī)器人的實(shí)時(shí)位置信息；每個(gè)激光反射單元的位置信息是預(yù)先獲知的，處理單元基于處于特定位置的激光反射單元反射回的激光確定巡檢機(jī)器人的實(shí)時(shí)位置信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括：電機(jī)轉(zhuǎn)速監(jiān)控單元；

所述電機(jī)轉(zhuǎn)速監(jiān)控單元用于對(duì)所述巡檢機(jī)器人的電機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，并將監(jiān)控獲得的電機(jī)轉(zhuǎn)速信息發(fā)送至所述處理單元；

所述處理單元用于根據(jù)所述電機(jī)轉(zhuǎn)速信息計(jì)算所述巡檢機(jī)器人的機(jī)器人位置信息，并根據(jù)所述實(shí)時(shí)位置信息和/或所述機(jī)器人位置信息確定所述巡檢機(jī)器人的目標(biāo)位置信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述激光反射單元的外表面設(shè)置有激光反射條，所述激光反射條中反射條的數(shù)量由所述地鐵隧道的側(cè)壁的垂直度確定。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括：傳感器單元，所述傳感器單元設(shè)置于所述巡檢機(jī)器人本體上；

所述傳感器單元用于對(duì)所述巡檢機(jī)器人的周?chē)h(huán)境進(jìn)行掃描測(cè)距，獲得用于表征被測(cè)對(duì)象與所述巡檢機(jī)器人之間距離的數(shù)據(jù)點(diǎn)集；

所述處理單元用于從所述數(shù)據(jù)點(diǎn)集中提取幾何特征，并根據(jù)所述幾何特征，構(gòu)建所述地鐵隧道的地下空間地圖；并根據(jù)所述地下空間地圖，判斷隧道結(jié)構(gòu)是否發(fā)生變形。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器單元具體用于其設(shè)定角分辨率及設(shè)定掃描角度范圍對(duì)所述巡檢機(jī)器人的周?chē)h(huán)境進(jìn)行掃描測(cè)距。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述幾何特征包括線(xiàn)特征、角度特征及路標(biāo)特征；

所述路標(biāo)特征是所述傳感器單元通過(guò)掃描在所述巡檢機(jī)器人行走的路徑上每隔設(shè)定距離設(shè)置的反光板路標(biāo)獲得的；

相應(yīng)地，所述處理單元還用于根據(jù)所述路標(biāo)特征對(duì)所述地下空間地圖進(jìn)行校正。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器單元包括：視覺(jué)傳感器、超聲波陣列及激光掃描測(cè)距傳感器中的至少一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述超聲波陣列包括多組超聲波器件，每組所述超聲波器件包括至少一個(gè)超聲波發(fā)射傳感器及至少一個(gè)超聲波接收傳感器；

所述超聲波發(fā)射傳感器用于向設(shè)定方向發(fā)射超聲波；

所述超聲波接收傳感器用于接收經(jīng)障礙物反射回的超聲波；

所述處理單元還用于根據(jù)發(fā)射超聲波的時(shí)刻與接收超聲波的時(shí)刻之間的時(shí)長(zhǎng)計(jì)算所述障礙物與所述巡檢機(jī)器人之間的間隔距離，并在確認(rèn)所述間隔距離小于間隔距離閾值后，控制所述巡檢機(jī)器人等待運(yùn)行。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理單元還用于在確認(rèn)所述間隔距離大于所述間隔距離閾值后，控制所述巡檢機(jī)器人繼續(xù)運(yùn)行。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括：攝像頭；

所述攝像頭用于拍攝所述障礙物的圖像以使所述處理單元根據(jù)所述圖像確定所述障礙物的種類(lèi)。