CN205176581U

CN205176581U - 一种履带式园区巡检机器人系统

Info

Publication number: CN205176581U
Application number: CN201520745655.1U
Authority: CN
Inventors: 李�杰
Original assignee: NANJING CAIWEI AND SONG MDT INFOTECH Ltd
Current assignee: NANJING CAIWEI AND SONG MDT INFOTECH Ltd
Priority date: 2015-09-24
Filing date: 2015-09-24
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2025-09-24

Abstract

本实用新型涉及一种园区巡检维护技术领域，尤其涉及一种履带式园区巡检机器人系统，包括中央处理器、协处理器、供电系统、数据采集单元、摄像单元、存储器单元、无线数据传输模块一、惯导/GPS组合导航系统、运动控制系统、报警器和监控站。所述供电系统包括油气混合供电系统和蓄电池；所述数据采集单元包括震动传感器、压力传感器和超声采集系统；所述摄像单元包括红外成像系统和可见光成像系统；所述监控站包括远程监控中心计算机和无线数据传输模块二。本实用新型的一种履带式园区巡检机器人系统，较好地解决了园区监护人员人工巡检园区工作强度大、工作效率低、工作质量差和易受地理环境和天气因素影响等问题。

Description

一种履带式园区巡检机器人系统

技术领域

本实用新型涉及一种园区巡检维护技术领域，尤其涉及一种履带式园区巡检机器人系统。

背景技术

对森林、园区进行经济、有效巡检可以为森林、园区及时维护提供重要的参考信息。如果森林、园区的自然环境比较复杂、气候条件比较恶劣，人工巡检工作森林、园区时，巡检员工的工作强度大，工作比较辛苦，工作效率低，巡检效果差，巡检工作易受地理环境和天气因素影响。

因此，研究能够不受地理环境和天气因素影响的自动化巡检系统代替人工巡检森林和园区具有重要的市场应用前景。

发明内容

为解决上述的技术问题，本实用新型提出了一种履带式园区巡检机器人系统。

本实用新型所述的一种履带式园区巡检机器人系统，包括中央处理器、协处理器、供电系统、数据采集单元、摄像单元、存储器单元、无线数据传输模块一、惯导/GPS组合导航系统、运动控制系统、报警器和监控站。所述供电系统包括油气混合供电系统和蓄电池；所述数据采集单元包括震动传感器、压力传感器和超声采集系统；所述摄像单元包括红外成像系统和可见光成像系统；所述监控站包括远程监控中心计算机和无线数据传输模块二。

本实用新型所述的一种履带式园区巡检机器人系统，所述供电系统和中央处理器、协处理器连接，供电系统为整个系统提供动力。

本实用新型所述的一种履带式园区巡检机器人系统，所述协处理器和中央处理器连接，协处理器辅助中央处理器完成园区信息采集和处理。

本实用新型所述的一种履带式园区巡检机器人系统，所述数据采集单元和协处理器连接，协处理器对数据采集单元采集的园区参数进行滤波等预处理。

本实用新型所述的一种履带式园区巡检机器人系统，所述摄像系统和协处理器连接。

本实用新型所述的一种履带式园区巡检机器人系统，所述协处理器还和存储器单元连接，存储器单元存储数据采集单元和摄像系统的信息。

本实用新型所述的一种履带式园区巡检机器人系统，所述中央处理器和惯性/GPS组合导航系统连接，惯性/GPS组合导航系统为机器人系统提供自主导航能力。

本实用新型所述的一种履带式园区巡检机器人系统，所述中央处理器和运动控制系统连接，控制机器人的运动。

本实用新型所述的一种履带式园区巡检机器人系统，所述中央处理器和报警器连接，当检测的园区参数异常时，将给出报警信息。

本实用新型所述的一种履带式园区巡检机器人系统，所述中央处理器和无线数据传输模块一连接，将数据采集单元采集的园区参数信息和摄像系统采集的图像信息通过无线方式传输给监控站。

本实用新型所述的一种履带式园区巡检机器人系统，所述远程监控中心计算机和无线数据传输模块二连接，远程监控中心计算机通过无线数据传输模块二接收移动巡检机器人上传的信息。

工作原理：园区监护人员通过远程监控中心计算机设置履带式园区巡检机器人的巡检路线后，通过无线传输模块二将巡检路线通过无线方式传输给移动巡检机器人系统，移动巡检机器人系统根据设置的巡检路线和惯性/GPS组合导航系统实时测量的地理位置信息之间的偏差，中央处理器通过运动控制系统自动调整机器人系统按照设置的巡检路线运动。当机器人在白天工作时，摄像单元中的可见光成像器将巡视过程中采集的原始图像信息传输给协处理器，协处理器完成采集图像的降噪优化处理后存储在存储器中；当机器人在夜晚工作时，红外成像器工作采集巡视过程中的原始图像信息并经过协处理器降噪优化处理存储在存储器中，中央处理器通过无线的方式按照一定的频率实时上传存储器中的图像信息给监控站。数据采集单元中震动传感器、压力传感器和超声波采集系统采集的信息传输给协处理器处理后送给中央处理器，中央处理器根据数据采集单元采集的信息、惯导/GPS组合导航系统提供的距离信息自动完成障碍物躲避以及行驶路线的优化。当巡检机器人系统检测到园区异常时，中央处理器控制报警器发出报警信息。供电系统为中央处理器、协处理器及其外围设备稳定持续地提供电源，系统默认供电由油气混合供电系统供给，当油气供电系统能源不足时，系统自动切换到蓄电池供电。

本实用新型的一种履带式园区巡检机器人系统，结合机电一体化技术、控制技术、数据通信技术、数字滤波和多传感器信息融合及组合导航技术，较好地解决了园区监护人员人工巡检园区工作强度大、工作效率低、工作质量差和易受地理环境和天气因素影响等问题，采用双电源供电方式提高了巡检机器人系统的续航能力，采用组合导航技术提高了巡检机器人系统自主导航能力。

附图说明

图1一种履带式园区巡检机器人系统的结构框图1。

图2一种履带式园区巡检机器人系统的结构框图2。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型所述的履带式园区巡检机器人系统做进一步说明，但是本实用新型的保护范围并不限于此。

实施例1

如图1所示，本实用新型所述的一种履带式园区巡检机器人系统，包括DSP6670、FPGA、供电系统、数据采集单元、摄像单元、DDR3存储器、NRF905无线模块一、RT2000惯导GPS组合导航系统、NI7350运动控制器、报警器和监控站。所述供电系统包括油气混合供电系统和蓄电池；所述数据采集单元包括震动传感器、压力传感器和超声采集系统；所述摄像单元包括R500红外成像系统和可见光成像系统；所述监控站包括研华IPC-610和NRF905无线传输模块二。所述供电系统和DSP6670、FPGA，供电系统为整个系统提供动力；所述FPGA和DSP6670连接，FPGA辅助DSP6670完成园区信息采集和处理；所述数据采集单元和FPGA连接，FPGA对数据采集单元采集的园区参数进行滤波等预处理；所述摄像系统和FPGA连接；所述协FPGA还和DDR3存储器连接，DDR3存储器存储数据采集单元和摄像系统的信息；所述DSP6670和RT2000惯性GPS组合导航系统连接，RT2000惯性GPS组合导航系统为机器人系统提供自主导航能力；所述DSP6670和NI7350运动控制器连接，控制机器人的运动；所述DSP6670和报警器连接，当检测的园区参数异常时，将给出报警信息；所述DSP6670和NRF905无线模块一连接，将数据采集单元采集的园区参数信息和摄像系统采集的图像信息通过无线方式传输给监控站；所述研华IPC-610和NRF905无线模块二连接，研华IPC-610通过NRF905无线模块二接收移动巡检机器人上传的信息。

工作原理：园区监护人员通过远程研华IPC-610设置履带式园区巡检机器人的巡检路线后，通过NRF905无线模块二将巡检路线通过无线方式传输给移动巡检机器人系统，移动巡检机器人系统根据设置的巡检路线和RT2000惯性GPS组合导航系统实时测量的地理位置信息之间的偏差，DSP6670通过NI7350运动控制器自动调整机器人系统按照设置的巡检路线运动。当机器人在白天工作时，摄像单元中的可见光成像器将巡视过程中采集的原始图像信息传输给FPGA，FPGA完成采集图像的降噪优化处理后存储在DDR3存储器中；当机器人在夜晚工作时，R500红外成像器工作采集巡视过程中的原始图像信息并经过FPGA降噪优化处理存储在DDR3存储器中，DSP6670通过无线的方式按照一定的频率实时上传DDR3存储器中的图像信息给监控站。数据采集单元中震动传感器、压力传感器和超声波采集系统采集的信息传输给FPGA处理后送给DSP6670，DSP6670根据数据采集单元采集的信息、RT2000惯导GPS组合导航系统提供的距离信息自动完成障碍物躲避以及行驶路线的优化。当巡检机器人系统检测到园区异常时，DSP6670控制报警器发出报警信息。供电系统为DSP6670、FPGA及其外围设备稳定持续地提供电源，系统默认供电由油气混合供电系统供给，当油气供电系统能源不足时，系统自动切换到蓄电池供电。

实施例2

如图2所示，本实用新型所述的一种履带式园区巡检机器人系统，包括ARM、FPGA、供电系统、数据采集单元、摄像单元、DDR3存储器、3G模块1、LEA-6R惯导GPS组合导航系统、MC403运动控制器、报警器和监控站。所述供电系统包括油气混合供电系统和蓄电池；所述数据采集单元包括震动传感器、压力传感器和超声采集系统；所述摄像单元包括VH固定热像仪和可见光成像系统；所述监控站包括监控3G手机和3G模块二。所述供电系统和ARM、FPGA，供电系统为整个系统提供动力；所述FPGA和ARM连接，FPGA辅助ARM完成园区信息采集和处理；所述数据采集单元和FPGA连接，FPGA对数据采集单元采集的园区参数进行滤波等预处理；所述摄像系统和FPGA连接；所述协FPGA还和DDR3存储器连接，DDR3存储器存储数据采集单元和摄像系统的信息；所述ARM和LEA-6R惯性GPS组合导航系统连接，LEA-6R惯性GPS组合导航系统为机器人系统提供自主导航能力；所述ARM和MC403运动控制器连接，控制机器人的运动；所述ARM和报警器连接，当检测的园区参数异常时，将给出报警信息；所述ARM和3G模块二连接，将数据采集单元采集的园区参数信息和摄像系统采集的图像信息通过无线方式传输给监控站；所述监护3G手机和3G模块二连接，监护通过3G模块二接收移动巡检机器人上传的信息。

工作原理：园区监护人员通过监护3G手机设置履带式园区巡检机器人的巡检路线后，通过3G模块二将巡检路线通过无线方式传输给移动巡检机器人系统，移动巡检机器人系统根据设置的巡检路线和LEA-6R惯性GPS组合导航系统实时测量的地理位置信息之间的偏差，ARM通过MC403运动控制器自动调整机器人系统按照设置的巡检路线运动。当机器人在白天工作时，摄像单元中的可见光成像器将巡视过程中采集的原始图像信息传输给FPGA，FPGA完成采集图像的降噪优化处理后存储在DDR3存储器中；当机器人在夜晚工作时，VH固定热像仪工作采集巡视过程中的原始图像信息并经过FPGA降噪优化处理存储在DDR3存储器中，ARM通过无线的方式按照一定的频率实时上传DDR3存储器中的图像信息给监控站。数据采集单元中震动传感器、压力传感器和超声波采集系统采集的信息传输给FPGA处理后送给ARM，ARM根据数据采集单元采集的信息、LEA-6R惯导GPS组合导航系统提供的距离信息自动完成障碍物躲避以及行驶路线的优化。当巡检机器人系统检测到园区异常时，ARM控制报警器发出报警信息。供电系统为ARM、FPGA及其外围设备稳定持续地提供电源，系统默认供电由油气混合供电系统供给，当油气供电系统能源不足时，系统自动切换到蓄电池供电。

Claims

1.一种履带式园区巡检机器人系统，包括中央处理器、协处理器、供电系统、数据采集单元、摄像单元、存储器单元、无线数据传输模块一、惯导/GPS组合导航系统、运动控制系统、报警器和监控站；所述数据采集单元包括震动传感器、压力传感器和超声采集系统；所述摄像单元包括红外成像系统和可见光成像系统；所述监控站包括远程监控中心计算机和无线数据传输模块二；所述供电系统和中央处理器、协处理器连接，供电系统为整个系统提供动力；所述数据采集单元和协处理器连接，协处理器对数据采集单元采集的园区参数进行滤波预处理；所述摄像系统和协处理器连接；所述协处理器还和存储器连接，存储器存储数据采集单元和摄像系统的信息；所述中央处理器和惯性/GPS组合导航系统连接，惯性/GPS组合导航系统为机器人系统提供自主导航能力；所述中央处理器和运动控制系统连接，控制机器人的运动；所述中央处理器和报警器连接，当检测的园区参数异常时，将给出报警信息；所述中央处理器和无线数据传输模块一连接，将数据采集单元采集的园区参数信息和摄像系统采集的图像信息通过无线方式传输给监控站；所述远程监控中心计算机和无线数据传输模块二连接，远程监控中心计算机通过无线数据传输模块二接收移动巡检机器人上传的信息。