[實用新型]一種基于STM32的自主導航智能巡查機器人

有效

• 申請號: 202221295181.1
• 申請日: 2022-05-25
• 公開（公告）號: CN219213149U
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 向禮丹;李逢成;李嘉諾;李思逸;紀曉宇;吳可文;王雨晴;許源;余宜校;程船洋
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 陳偉

本實用新型公開了一種基于STM32的自主導航智能巡查機器人，包括機器人本體和底盤，所述底盤上設有下位機、驅動器和電機，底盤底部設有全向輪，下位機通過驅動器與電機相連，電機驅動全向輪轉動，電機對應設置一個編碼器，編碼器均連接下位機；機器人本體上設有上位機、攝像頭、激光雷達和工業觸控屏，上位機分別與攝像頭、激光雷達、工業觸控屏相連，上位機與下位機之間進行無線數據傳輸。本實用新型采用攝像頭作為主要傳感器，是一種不需要提前構建地圖，只需要依靠機器人視覺信息和語言指令即可實現任務驅動的自主探索式的機器人導航，具有成本低廉，環境適應性強的優勢，同時因為具備環境理解能力，因此具有較強的魯棒性。

技術領域

本實用新型涉及一種基于STM32的自主導航智能巡查機器人。

背景技術

巡查機器人是一種在復雜的環境下工作的有自規劃、自組織、自適應能力的機器人。為實現機器人的智能化和自主移動性，導航是其中的關鍵技術。但是目前的巡查機器人智能化程度還不強，主要不足體現在兩個方面：一是缺乏對新環境（地圖）數據的即時構建的能力，工作效益和效率都很低，也大大增加了工作能耗。二是目前的移動機器人都普遍不具備語言、視覺驅動的導航與場景透徹理解的能力。

目前移動機器人主要依靠激光雷達采集的點云數據信息和攝像機采集的圖像信息來感知周圍環境，從而對自身行為進行下一步的規劃。但這兩種方案目前都存在明顯不足。徐立芳徐立芳,?田朋,?莫宏偉等人在文獻“一種移動機器人場景理解方法”中提出過，以視覺系統捕獲的場景的單個RGB-D場景圖像作為輸入，利用基于與或圖的隨機語法模型對所述的場景圖像進行解析和配置、恢復出場景中被遮擋的物體部分，采用貝葉斯概率模型對物體之間的相對關系以及物體與場景之間的相對關系進行推理，結合先驗信息對場景圖像進行三維重構，使用最大后驗概率估計找到解析和重建圖像的最優解，在大規模RGB-D數據集上將重建的三維場景整體布局與場景的真實情況進行比較。但是實際使用中由于季節交替、光照變化、天氣差異、場景變換等因素會對機器人的景物識別模型產生顯著影響，因此隨著運行時間的不斷推移,識別模型的累計誤差會不斷增大，這將會顯著降低景物識別模型的泛化性。此外，邱增帥在文獻“面向室外環境的移動機器人自主場景理解”中提出的采用相機建圖進行導航的方案又普遍存在相機建圖視覺范圍小（FOV：70°X?60°），容易存在死角，精度低的問題。對于環境無法做到透徹理解，在復雜一點的環境下就很容易出現判斷錯誤。

而在使用激光雷達的方案中，盡管高精度雷達的建圖效果非常好，但是相對來說成本較高，目前大部分基礎型激光雷達的售價都在數千元以上，精度更好的雷達可能售價達到上萬元，而且高精度雷達同時要求搭載性能較高的主控芯片這一點無疑大大增加了巡查機器人的成本。

發明內容

為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種結構簡單、成本低、工作可靠的基于STM32的自主導航智能巡查機器人。

本實用新型解決上述技術問題的技術方案是：一種基于STM32的自主導航智能巡查機器人，包括機器人本體和底盤，所述底盤上設有下位機、MPU6050、驅動器和電機，所述底盤底部設有三個全向輪，所述MPU6050通過串口與下位機相連，下位機分別與第一驅動器、第二驅動器相連，第一驅動器與第一電機、第二電機相連，第二驅動器與第三電機相連，第一電機、第二電機、第三電機分別驅動三個全向輪轉動，第一電機、第二電機、第三電機均對應設置一個編碼器，三個編碼器均連接下位機；所述機器人本體上設有上位機、攝像頭、激光雷達和工業觸控屏，所述上位機分別與攝像頭、激光雷達、工業觸控屏相連，上位機與下位機之間進行無線數據傳輸。

上述基于STM32的自主導航智能巡查機器人，所述上位機與PC端進行無線數據傳輸，所述上位機采用Jetsonnano，所述下位機采用STM32F103RCT6。