[发明专利]地铁隧道内安全巡检机器人的定位系统

权利要求书

1.一种地铁隧道内安全巡检机器人的定位系统，其特征在于，包括：激光发射单元、激光感光单元、处理单元及激光反射单元；所述激光发射单元及所述激光感光单元设置于巡检机器人本体，多个所述激光反射单元沿轨道方向间隔设置于地铁隧道的侧壁上；

所述激光发射单元用于在所述巡检机器人沿所述地铁隧道内的轨道运行时，向所述地铁隧道的侧壁发射激光；

所述激光感光单元用于接收到所述激光反射单元反射回的激光；

所述处理单元用于根据所述反射回的激光的角度信息和距离信息确定所述巡检机器人的实时位置信息；每个激光反射单元的位置信息是预先获知的，处理单元基于处于特定位置的激光反射单元反射回的激光确定巡检机器人的实时位置信息。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：电机转速监控单元；

所述电机转速监控单元用于对所述巡检机器人的电机进行监控，并将监控获得的电机转速信息发送至所述处理单元；

所述处理单元用于根据所述电机转速信息计算所述巡检机器人的机器人位置信息，并根据所述实时位置信息和/或所述机器人位置信息确定所述巡检机器人的目标位置信息。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述激光反射单元的外表面设置有激光反射条，所述激光反射条中反射条的数量由所述地铁隧道的侧壁的垂直度确定。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：传感器单元，所述传感器单元设置于所述巡检机器人本体上；

所述传感器单元用于对所述巡检机器人的周围环境进行扫描测距，获得用于表征被测对象与所述巡检机器人之间距离的数据点集；

所述处理单元用于从所述数据点集中提取几何特征，并根据所述几何特征，构建所述地铁隧道的地下空间地图；并根据所述地下空间地图，判断隧道结构是否发生变形。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述传感器单元具体用于其设定角分辨率及设定扫描角度范围对所述巡检机器人的周围环境进行扫描测距。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述几何特征包括线特征、角度特征及路标特征；

所述路标特征是所述传感器单元通过扫描在所述巡检机器人行走的路径上每隔设定距离设置的反光板路标获得的；

相应地，所述处理单元还用于根据所述路标特征对所述地下空间地图进行校正。

7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述传感器单元包括：视觉传感器、超声波阵列及激光扫描测距传感器中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述超声波阵列包括多组超声波器件，每组所述超声波器件包括至少一个超声波发射传感器及至少一个超声波接收传感器；

所述超声波发射传感器用于向设定方向发射超声波；

所述超声波接收传感器用于接收经障碍物反射回的超声波；

所述处理单元还用于根据发射超声波的时刻与接收超声波的时刻之间的时长计算所述障碍物与所述巡检机器人之间的间隔距离，并在确认所述间隔距离小于间隔距离阈值后，控制所述巡检机器人等待运行。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述处理单元还用于在确认所述间隔距离大于所述间隔距离阈值后，控制所述巡检机器人继续运行。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括：摄像头；

所述摄像头用于拍摄所述障碍物的图像以使所述处理单元根据所述图像确定所述障碍物的种类。