[实用新型]一种长隧道的移动机器人定位与避障系统

说明书

本实用新型涉及一种长隧道的移动机器人定位与避障系统，其特征在于，包括分别设于移动机器人前后两侧的两个激光雷达、沿移动机器人周向均匀布置的至少四个超声波测距模块、设于移动机器人顶面的两个三维相机、设于移动机器人底面的PGV模块、在长隧道内的地面上沿移动机器人规划的行径方向设置且与PGV模块相配合的导航码带、设于长隧道内壁上且与激光雷达相配合的多个高反光率标签；两个激光雷达位于移动机器人的对角线上，两个激光雷达分别向前、向后发出激光束。本实用新型使用激光雷达、超声波测距模块、三维相机和PGV模块作为移动机器人定位和避障的依据可以使移动机器人胜任长隧道内复杂环境的巡检工作，确保工作人员的人身安全。

技术领域

本实用新型涉及一种移动机器人在已知环境的长隧道内的定位避障系统，具体是一种基于激光雷达、超声波测距模块、三维相机和PGV系统的定位及避障系统，属于机器人技术领域。

背景技术

传统的隧道线路运行巡视和检修工作只是按照周期机械地进行，较难开展状态监测和状态检修工作，对巡视间隔期内可能发生的情况不能实时掌控。

目前隧道内实际环境对于人工检测工作要求高、难度大，隧道内过道狭窄，线缆层架较宽，光线不佳，高层和底层检测都极为不便。此外，隧道环境相对封闭，通风不畅，闷热潮湿，多种有害气体含量通常较高，对人员人身安全产生极大影响。

在当前情况下，既要保证线缆不会因隧道非法入侵、隧道积水、隧道温度过高、线缆本体温度过高、接地电流过大、局部放电过强等问题引发安全事故，又要确保隧道内积水与气体浓度不影响到隧道内工作人员的生命安全。相比之下，应用移动机器人完成在长隧道内的巡视检修不仅能确保工作人员的人身安全，也能灵活的进行任务调度，随时完成排查。

现有的移动机器人大多利用在机器人行走路线上铺设的电磁导引路线来完成定位功能，但由于长隧道内的环境复杂，可能对电磁导引造成干扰，导致无法完成对移动机器人的引导工作。

发明内容

本实用新型的目的是：提供一种专用于对长隧道内的移动机器人进行引导工作的系统。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种长隧道的移动机器人定位与避障系统，其特征在于，包括分别设于移动机器人前后两侧的两个激光雷达、沿移动机器人周向均匀布置的至少四个超声波测距模块、设于移动机器人顶面的两个三维相机、设于移动机器人底面的PGV模块、在长隧道内的地面上沿移动机器人规划的行径方向设置且与PGV模块相配合的导航码带、设于长隧道内壁上且与激光雷达相配合的多个高反光率标签；两个激光雷达位于移动机器人的对角线上，两个激光雷达分别向前、向后发出激光束；两个三维相机与移动机器人顶角之间呈一夹角，使得其中一个三维相机倾斜向上地向左方拍摄，另一个三维相机倾斜向上地向右方拍摄。

优选地，还包括设于所述导航码带旁且与所述PGV模块相配合的多个二维码，所有二维码间隔一定距离布置，每个二维码包含有当前位置的地标信息。

优选地，所述三维相机与所述移动机器人顶角之间的夹角为45度。

优选地，所述激光雷达的探测范围为正前方270°的扇形平面。

优选地，所述超声波测距模块提供正面0.5m内的非接触式距离检测。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、使用激光雷达、超声波测距模块、三维相机和PGV模块作为移动机器人定位和避障的依据可以使移动机器人胜任长隧道内复杂环境的巡检工作，确保工作人员的人身安全。

2、利用激光雷达、超声波测距模块和三维相机检测周边环境所得的数据，经处理后可以完成隧道空间内的避障。

3、利用激光雷达和PGV系统检测高反光率标签、导航码带和二维码所得数据，经处理后可以完成隧道空间内的定位。

附图说明