[发明专利]一种地铁车厢消毒机器人及其自动导航方法

说明书

本发明涉及一种地铁车厢消毒机器人及其自动导航方法，属于机器人技术领域。所述消毒机器人雾化板流道经进气口连通微型空压机，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，加压空气进入流道内喷出的气体形成旋流至所述气孔处，将雾化后的颗粒进行二次破碎，即采用气动超声波雾化器，使得雾化后雾量变大，雾滴粒径更细。所述自动导航方法采用激光雷达与视觉里程计或视觉导航复合，闭环slam建图导航策略，以实现机器人在地铁车厢内的自动精准导航，克服了仅依靠激光雷达定位的长廊移动导航的问题，也避免了视觉里程计或视觉导航受光线影响较大的问题。

技术领域

本发明涉及一种地铁车厢消毒机器人及其自动导航方法，属于机器人技术领域。

背景技术

新冠肺炎疫情期间，地铁车站安检设备、自助售票设备、闸机、楼梯扶手、电扶梯扶手、公共卫生间门把手和门帘、直梯轿厢四壁、内外部按键等乘客经常接触的部分以及地铁站公共区域、其他运营设备设施、卫生间等需定期消毒；此外列车在出库前或是到达终点站后进行折返作业时，还要对车厢内部进行喷洒式消毒。但目前多是采用人工消毒的方式，对人员的素质、技术和主观性依赖性大，且有些属于人工消毒难以覆盖的隐蔽空间场所，无法实现消毒全覆盖。因此采用自动化、智能化消毒机器人，代替工作人员对地铁车厢、运营设备设施进行定期消毒，是今后本领域技术变革、更新换代的发展方向。

地铁每节车厢的结构几乎完全一致，即使人在车厢内，也只能依靠车厢内标识进行分辨，而无法通过车厢内结构进行判断，其对称且重复结构是典型的长廊环境，而长廊移动导航是移动机器人导航中的难点问题。当仅采用激光雷达或其他单一导航设备时，极易导致机器人丢失坐标，无法实现自动导航和自主消毒任务。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种地铁车厢消毒机器人及其自动导航方法。其中，所述自动导航方法采用激光雷达与视觉里程计或视觉导航复合，闭环slam建图导航策略，以实现机器人在地铁车厢内的自动精准导航。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种地铁车厢消毒机器人，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、出雾软管和雾化箱，所述雾化箱的底部设有若干个雾化板；

雾化板压电基底下设有压电圆片，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，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，所述气孔直径为0.10-0.85mm，加压空气进入流道内喷出的气体形成旋流至所述气孔处，将雾化后的颗粒进行二次破碎。

进一步的，所述雾化箱内设有存水箱，所述存水箱内设有浮球阀；所述雾化板表面设有液位传感器。

进一步的，所述消毒机器人还包括驱动机构、主控模块、控制模块和电源模块；其中，

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

所述主控模块包括工控电脑、激光雷达传感器和无线模块，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。

一种地铁车厢消毒机器人自动导航方法，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；