CN110900618A - 一种基于机器人的自动巡检系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于机器人的自动巡检系统，包括车载控制系统、手持控制系统和后台控制系统，所述车载控制系统包括巡检车以及安装在巡检车上的激光雷达、通讯天线、高音喊话器、GPS定位天线、超声波传感器、毫米波雷达、前大灯、全景镜头、频闪灯和摄像机一体吊舱，所述手持控制系统和所述后台控制系统均与所述后台控制系统通过无线通讯连接。本发明技术方案具有室内固定场景、室外复杂环境下的自主建图、自主线路规划自主避障、蜘蛛导航移动的巡检能力，具备高可靠性、高安全性、高稳定性，适用于油田、变电站等地形复杂、高位作业的环境中。
Description
技术领域
本发明涉及巡检装置领域，特别涉及一种基于机器人的自动巡检系统。
背景技术
巡检机器人是以移动机器人作为载体，以可见光摄像机、红外热成像仪等检测仪器作为载荷系统，以机器视觉—电磁场—GPS—GIS的多场信息融合作为机器人自主移动与自主巡检的导航系统，以嵌入式计算机作为控制系统的软硬件开发平台的机器人。其具有障碍物检测识别与定位、自主作业规划、自主越障、对输电线路及其线路走廊自主巡检、地面远程无线监控与遥控、电能在线实时补给、后台巡检作业管理与分析诊断等功能。
目前，大多数市面上巡检机器人还只是依靠单一的传感器的支持进行建图，只适用于室内固定路线固定环境的巡检作业，难以适应室外复杂多变的环境，无法有效应对巡检作业任务中临时巡检路径的改变。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明中披露了一种基于机器人的自动巡检系统，本发明的技术方案是这样实施的：
一种基于机器人的自动巡检系统，包括车载控制系统，所述车载控制系统包括巡检车以及安装在巡检车上的激光雷达、通讯天线、高音喊话器、GPS定位天线、超声波传感器、毫米波雷达、前大灯、全景镜头、频闪灯和摄像机一体吊舱，所述巡检车尾设置有一个向上凸起的高台，所述激光雷达安装在所述高台上，两个所述通讯天线分别安装在所述高台的左后方和右后方，两个所述高音喊话器分别安装在所述高台的左侧面和右侧面上，两个所述GPS定位天线分别安装在所述高台的左侧和右侧，所述超声波传感器安装在所述巡检车1前侧面的中间，所述毫米波雷达安装于所述超声波传感器下方，两个前大灯分别安装于所述巡检车前侧面的两端，多个所述全景镜头分别安装在所述巡检车左、右两个侧面的前端，两个所述频闪灯分别安装在所述巡检车左、右两个侧面的中间，所述摄像机一体吊舱安装在所述巡检车中间，所述摄像机一体吊舱上安装有可见光摄像机、红外测温摄像机和紫光摄像机。
进一步地，所述车载控制系统还包括安装在所述巡检车内部的惯性测量单元、GPU、数传模块，所述惯性测量单元和所述数传模块均与GPU连接，所述数传模块与所述通讯天线连接，所述GPU与所述激光雷达、GPS定位天线、超声波传感器、毫米波雷达、全景镜头和摄像机一体吊舱连接。
进一步地，前述的一种基于机器人的自动巡检系统，还包括手持控制系统，所述手持控制系统与所述车载控制系统通过无线通讯连接，所述手持控制系统用于实现对所述巡检车的手动遥控，所述手持控制系统包括手持壳体以及安装在所述手持壳体上的显示屏、电源开关、急停开关、摇杆、旋钮、指示灯、拨杆、肩带扣件、DC充电器接口、SD卡和HDMI接口、USB接口、SMA天线接口所述显示屏安装在所述手持壳体正面中间，所述电源开关和所述急停开关分别安装在所述显示屏下方左、右两侧，多个所述拨杆安装在所述显示屏上方，两个所述肩带扣件安装在所述显示屏左、右两侧，所述手持壳体正面前端两侧均安装有所述指示灯，多个旋钮安装在所述指示灯和所述拨杆之间，所述手持壳体正面右端安装有两个所述摇杆，所述手持壳体正面左端上侧安装有所述摇杆，所述摇杆下侧安装有多个所述旋钮，所述SMA天线接口安装在所述手持壳体后侧面上，所述DC充电器接口安装在所述手持壳体前侧面上，所述DC充电器接口右侧安装有SD卡和HDMI接口，所述SD卡和HDMI接口右侧安装有USB接口。
进一步地，前述的一种基于机器人的自动巡检系统，其特征在于，还包括后台控制系统，所述后台控制系统与所述车载控制系统通过无线通讯连接，所述车载控制系统将采集到的信息发送给所述后台控制系统，所述车载控制系统接收并执行来自所述后台控制系统的命令，所述台控制系统接收并处理车载控制系统发送的采集信息，所述台控制系统发送命令至所述车载控制系统。
实施本发明的技术方案，GPS定位天线、激光雷达、惯性测量单元的数据融合定位小车当前的位置信息，根据任务的起点和终点，通过模型规划小车的全局路径，毫米波雷达、超声波传感器和激光雷配合采集小车周围环境信息，进一步对巡检车的局部路径进行规划，具有室内固定场景、室外复杂环境下的自主建图、自主线路规划自主避障、蜘蛛导航移动的巡检能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明车载控制系统的机构示意图；
图2为本发明手持控制系统俯视示意图；
图3为本发明手持控制系统后视示意图；
图4为本发明手持控制系统前视示意图；
图5为本发明车载控制系统、手持控制系统和后台控制系统连接关系图；
图6为车载控制系统的模块图。
在上述附图中，各图号标记分别表示：
1-巡检车；2-激光雷达；3-通讯天线；4-高音喊话器；5-GPS定位天线；6-超声波传感器；7-毫米波雷达；8-前大灯；9-全景镜头；10-频闪灯；11-摄像机一体吊舱；12-高台；13-手持壳体；14-显示屏；15-电源开关；16-急停开关；17-摇杆；18-旋钮；19-指示灯；20-拨杆；21-肩带扣件；22-DC充电器接口；23-SD卡和HDMI接口；24-USB接口；25-SMA天线接口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种基于机器人的自动巡检系统，结合图1所示，包括车载控制系统，所述车载控制系统包括巡检车(1)以及安装在巡检车上的激光雷达(2)、通讯天线(3)、高音喊话器(4)、GPS定位天线(5)、超声波传感器(6)、毫米波雷达(7)、前大灯(8)、全景镜头(9)、频闪灯(10)和摄像机一体吊舱(11)，巡检车(1)车尾设置有一个向上凸起的高台(12)，激光雷达(2)安装在高台(12)上，两个通讯天线(3)分别安装在高台(12)的左后方和右后方，两个所述高音喊话器4分别安装在所述高台12的左侧面和右侧面上，两个所述GPS定位天线(5)分别安装在高台(12)的左侧和右侧，超声波传感器(6)安装在巡检车(1)前侧面的中间，毫米波雷达(7)安装于超声波传感器(6)下方，两个前大灯分别安装于巡检车(1)前侧面的两端，多个全景镜头(9)分别安装在所述所述巡检车(1)左、右两个侧面的前端，两个频闪灯(10)分别安装在巡检车(1)左、右两个侧面的中间，摄像机一体吊舱(11)安装在巡检车(1)中间，摄像机一体吊舱(11)中安装有可见光摄像机、红外测温摄像机和紫光摄像机。
在该实施方式中，所述车载控制系统还包括安装在巡检车(1)内部的惯性测量单元、GPU、数传模块，所述惯性测量单元和所述数传模块均与GPU连接，所述数传模块与通讯天线连接(3)，所述GPU与激光雷达(2)、GPS定位天线(5)、超声波传感器(6)、毫米波雷达(7)、全景镜头(9)和摄像机一体吊舱(11)连接。
在该实施方式中，在该实施方式中，GPS定位天线(5)、激光雷达(2)、惯性测量单元的数据融合定位小车当前的位置信息，根据任务的起点和终点，通过双发模型规划小车的全局路径，毫米波雷达、超声波传感器和激光雷配合采集小车周围环境信息，进一步对巡检车的局部路径进行规划，具有室内固定场景、室外复杂环境下的自主建图、自主线路规划自主避障、蜘蛛导航移动的巡检能力以及目标深度感知能力，同时具备高可靠性、高安全性、高稳定性，适用于油田、变电站等地形复杂、高位作业的环境中；另外该实施方式通过全景镜头(9)和可见光摄像机、红外测温摄像机和紫光摄像机配合能够对指定区域的仪表表盘、工作人员的着装等信息进行识别、锁定、跟踪、反馈和基础判断告警等。
在一种优选的实施方式中，一种基于机器人的自动巡检系统，结合图2-图5所示，还包括手持控制系统，所述手持控制系统与所述车载控制系统通过无线通讯连接，所述手持控制系统用于实现对所述巡检车(1)的手动遥控，所述手持控制系统包括手持壳体13以及安装在所述手持壳体(13)上的显示屏(14)、电源开关(15)、急停开关(16)、摇杆(17)、旋钮(18)、指示灯(19)、拨杆(20)、肩带扣件(21)、DC充电器接口(22)、SD卡和HDMI接口(23)、USB接口(24)、SMA天线接口(25)，显示(14)安装在手持壳体(13)正面中间，电源开关(15)和急停开关(16)分别安装在显示屏(14)下方左、右两侧，多个拨杆(20)安装在所述显示屏上方，两个肩带扣件(21)安装在显示屏(14)左、右两侧，手持壳体(13)正面前端两侧均安装有指示灯(19)，多个旋钮(18)安装在指示灯(19)和拨杆(20)之间，手持壳体(13)正面右端安装有两个所述摇(17)杆，所述手持壳体13正面左端上侧安装有摇杆(17)，摇杆(17)下侧安装有多个旋钮(18)，所述SMA天线接口(25)安装在手持壳体(13)后侧面上，DC充电器接口(22)安装在手持壳体(13)前侧面上，DC充电器接口(22)右侧安装有SD卡和HDMI接口(23)，所述SD卡和HDMI接口(23)右侧安装有USB接口(24)。
在该实施方式中DC充电器接口(22)、SD卡和HDMI接口(23)、USB接口(24)均带有保护套，防止不使用是灰尘或者其它杂物进入接口。
在一种优选的实施方式中，结合图5所示，前述的一种基于机器人的自动巡检系统，其特征在于，还包括后台控制系统，所述后台控制系统与所述车载控制系统通过无线通讯连接，所述车载控制系统将采集到的信息发送给所述后台控制系统，所述车载控制系统接收并执行来自所述后台控制系统的命令，所述台控制系统接收并处理车载控制系统发送的采集信息，所述台控制系统发送命令至所述车载控制系统。
在该实施方式中，巡检车(1)检测的数据可以和其他巡检设备检测的数据同步，实现本地平台的集中管理。
需要指出的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于机器人的自动巡检系统，其特征在于，包括车载控制系统，所述车载控制系统包括巡检车1以及安装在巡检车上的激光雷达2、通讯天线3、高音喊话器4、GPS定位天线5、超声波传感器6、毫米波雷达7、前大灯8、全景镜头9、频闪灯10和摄像机一体吊舱11，所述巡检车1车尾设置有一个向上凸起的高台12，所述激光雷达2安装在所述高台12上，两个所述通讯天线3分别安装在所述高台12的左后方和右后方，两个所述高音喊话器4分别安装在所述高台12的左侧面和右侧面上，两个所述GPS定位天线5分别安装在所述高台12的左侧和右侧，所述超声波传感器6安装在所述巡检车1前侧面的中间，所述毫米波雷达7安装于所述超声波传感器6下方，两个前大灯分别安装于所述巡检车1前侧面的两端，多个所述全景镜头9分别安装在所述巡检车1左、右两个侧面的前端，两个所述频闪灯10分别安装在所述巡检车1左、右两个侧面的中间，所述摄像机一体吊舱11安装在所述巡检车1中间，所述摄像机一体吊舱11中安装有可见光摄像机、红外测温摄像机、紫光摄像机。
2.根据权利要求1所述一种基于机器人的自动巡检系统，其特征在于，所述车载控制系统还包括安装在所述巡检车1内部的惯性测量单元、GPU、数传模块，所述惯性测量单元和所述数传模块均与GPU连接，所述数传模块与所述通讯天线连接3，所述GPU与所述激光雷达2、GPS定位天线5、超声波传感器6、毫米波雷达7、全景镜头9和摄像机一体吊舱11连接。
3.根据权利要求1所述一种基于机器人的自动巡检系统，其特征在于，还包括手持控制系统，所述手持控制系统与所述车载控制系统通过无线通讯连接，所述手持控制系统用于实现对所述巡检车1的手动遥控，所述手持控制系统包括手持壳体13以及安装在所述手持壳体13上的显示屏14、电源开关15、急停开关16、摇杆17、旋钮18、指示灯19、拨杆20、肩带扣件21、DC充电器接口22、SD卡和HDMI接口23、USB接口24、SMA天线接口25，所述显示14安装在所述手持壳体13正面中间，所述电源开关15和所述急停开关16分别安装在所述显示屏14下方左、右两侧，多个所述拨杆20安装在所述显示屏上方，两个所述肩带扣件21安装在所述显示屏14左、右两侧，所述手持壳体13正面前端两侧均安装有所述指示灯19，多个旋钮18安装在所述指示灯19和所述拨杆20之间，所述手持壳体13正面右端安装有两个所述摇17杆，所述手持壳体13正面左端上侧安装有所述摇杆17，所述摇杆17下侧安装有多个所述旋钮18，所述SMA天线接口25安装在所述手持壳体13后侧面上，所述DC充电器接口22安装在所述手持壳体13前侧面上，所述DC充电器接口22右侧安装有SD卡和HDMI接口23，所述SD卡和HDMI接口23右侧安装有USB接口24。
4.根据权利要求1或者权利要求2所述一种基于机器人的自动巡检系统，其特征在于，还包括后台控制系统，所述后台控制系统与所述车载控制系统通过无线通讯连接，所述车载控制系统将采集到的信息发送给所述后台控制系统，所述车载控制系统接收并执行来自所述后台控制系统的命令，所述台控制系统接收并处理车载控制系统发送的采集信息，所述台控制系统发送命令至所述车载控制系统。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20200324 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |