[发明专利]一种地铁车厢消毒机器人及其自动导航方法

权利要求书

1.一种地铁车厢消毒机器人，其特征在于，包括机器人本体和和雾化系统，所述雾化系统置于所述机器人本体内部空腔，且从上至下依次设有出雾口(2)、出雾软管(3)和雾化箱(4)，所述雾化箱(4)的底部设有若干个雾化板(20)；

雾化板压电基底下设有压电圆片(24)，液体在雾化板的流道上雾化；所述流道还经进气口连通微型空压机(22)，所述流道的竖管侧壁上设有互为反向的出气口，在所述雾化板下还设有气孔(23)，所述气孔(23)直径为0.1-0.85mm，加压空气进入流道内喷出的气体形成旋流至所述气孔(23)处，将雾化后的颗粒进行二次破碎。

2.根据权利要求1所述的地铁车厢消毒机器人，其特征在于，所述雾化箱(3)内设有存水箱(13)，所述存水箱(13)内设有浮球阀；所述雾化板表面设有液位传感器。

3.根据权利要求1所述的地铁车厢消毒机器人，其特征在于，所述消毒机器人还包括驱动机构、主控模块(12)、控制模块(13)和电源模块；其中，

所述驱动机构包括两个主动轮(7)和两个从动轮(8)，所述主动轮(7)由伺服轮毂电机带动，所述从动轮(8)为万向轮；

所述主控模块(12)包括工控电脑、激光雷达传感器(11)和无线模块，其中所述激光雷达传感器设于所述机器人本体顶部；

所述控制模块(13)包括伺服控制器和控制板；

所述电源模块包括电控面板按钮和锂电池(9)。

4.一种地铁车厢消毒机器人自动导航方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，一段时间内连续扫描的激光雷达扫描帧生成一个子图，子图采用概率栅格的地图表达模型，当新的激光雷达扫描帧插入到概率栅格时，栅格状态更新；

步骤2，在把激光雷达扫描帧插入到子图之前，对激光雷达扫描帧位姿和当前的子图通过Ceres Solver求解器进行优化；

步骤3，通过稀疏位姿调整方法优化所有激光雷达扫描帧和子图的位姿：激光雷达扫描帧在插入子图时的位姿会被缓存到内存中进行回环检测；当子图不再变化时，所有的激光雷达扫描帧和子图都被进行回环检测，从而消除子图的累积误差，得到环境地图；

步骤4，在消毒机器人平台顶端安装双目摄像头，并每隔k秒拍摄一次环境信息，左摄像头拍摄到的n时刻的图像为左图像I_nl，右摄像头拍摄到的n时刻的图像为右图像I_nr；

步骤5，分别将左图像I_nl和右图像I_nr进行特征点检测及描述，并将左图像I_nl和右图像I_nr进行特征点匹配得到图像f_nlr；

步骤6，再将前后帧图像f_(n-1)lr与f_nlr进行特征点匹配；

步骤7，利用三角测量法重建前后帧图像匹配特征点的三维坐标，进行运动估计，得到机器人全局位姿。

5.根据权利要求4所述的一种地铁车厢消毒机器人自动导航方法，其特征在于，步骤1中，将激光雷达扫描帧通过自适应阈值的分割方法进行区域分割，将3D点云图处理成2D平面图。

6.根据权利要求4所述的一种地铁车厢消毒机器人自动导航方法，其特征在于，步骤3中，使用分支定界扫描匹配算法加速回环检测和相对位姿的求解过程，确定搜索窗口，采用查找的方法构建回环。