[发明专利]基于室内导航定位的气体浓度巡检机器人及其控制方法

说明书

本发明公开了一种基于室内导航定位的气体浓度巡检机器人，包括构成机器人主体的双层底盘以及安装在双层底盘两侧两端用于机器人行走的驱动机构；所述驱动机构的输出端设有麦克纳姆轮；所述双层底盘分为上层和下层，下层的底部设有用于给机器人供电的锂电池，上层和下层之间设有用于控制机器人的底层系统主板；上层底盘顶端安装有用于检测气体浓度的气体浓度检测装置，用于构建环境地图的激光雷达传感器，用于视觉避障的深度摄像头以及用于处理数据和算法的中央处理器；本发明利用激光雷达、深度摄像头的数据融合，进行自主导航，实现自主避障；在运行过程中，利用气体浓度检测装置检测危险气体浓度，实现对危险气体浓度远程实时监控。

技术领域

本发明涉及基于室内导航定位的气体浓度巡检机器人，属于自主巡检机器人技术领域。

背景技术

伴随着人类社会和科学技术的发展，对制造、交通、物流、医疗、餐饮、服务等各个环 境下移动机器人的需求日益增大，人类对机器人的智能水平、准确性、稳定性和安全性有了 越来越高的要求。同时随着现代化工业不断发展，制造工厂以及化工厂的安全生产问题依旧 值得重视。在生产过程中使用危险气体或者其它气体加工的工厂一直存在气体泄露危险，这 些有毒有害的危险气体一旦泄漏到空气中，会对人体造成不同程度的损伤，或者会引起毁灭 性的爆炸事故。

究其主要原因有：1)危险气体管道覆盖范围大，可能泄露的位置多，一旦泄露不容易被 检测到；2)泄漏危险发现不及时，即难以发现泄露，也难以快速获得其确切位置；3)目前 采用人工定时、定点抽检，缺乏全天候全自主的巡检装备。

针对上述问题，目前市面上也有很多不同种类的气体浓度检测设备。比如最传统的固定 式气体浓度检测仪，这种检测仪结构单一，无法完成巡检作业，且存在很大盲区；还有就是 滑轨可移动式机器人，这种机器人部署了气体检测设备，沿着预先铺设的轨道运行，进而开 展巡检工作，这种机器人轨道铺设成本高、维护成本高、而且检修困难，也存在一定盲区。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于室内导航定位的气体浓度巡检机器人，以解决现有技术 体浓度巡检机器人存在巡检盲区的缺陷。

基于室内导航定位的气体浓度巡检机器人，包括构成机器人主体的双层底盘以及安装在 双层底盘两侧两端用于机器人行走的驱动机构；所述驱动机构的输出端设有麦克纳姆轮；

所述双层底盘分为上层和下层，下层的底部设有用于给机器人供电的锂电池，上层和下 层之间设有用于控制机器人的底层系统主板；上层底盘顶端安装有用于检测气体浓度的气体 浓度检测装置，用于构建环境地图的激光雷达传感器，用于视觉避障的深度摄像头以及用于 处理数据和算法的中央处理器。

进一步地，所述麦克纳姆轮包括轮毂和辊子，所述轮毂通过轮毂轴与驱动机构的输出端 连接，所述轮毂上设有棍子，所述轮毂轴与辊子转轴呈45°角。

进一步地，所述麦克纳姆轮为两个左旋轮何两个右旋轮；

左旋轮和右旋轮呈手性对称，安装方式为O-长方形，四个轮子的着地点形成一个矩形。

进一步地，所述底层系统主板包括，设有两个电压为5V的USB电源接口，用于给激光 雷达传感器供电，设有一个用于与中央处理器数据通讯的Micro_USB接口、一个电池电源输 入接口和一个给中央处理器供电的19V电源输出接口以及集成多个气体浓度检测装置接口、 IMU传感器接口、里程计接口、驱动机构接口。

进一步地，所述底层系统主板还设有微控制器，微控制器用于获取IMU传感器、气体浓 度检测装置、里程计等设备数据，通过Micro_USB接口发送给中央处理器，并且接收中央处 理器发送的机器人底盘的运动指令。

进一步地，所述气体浓度检测装置通过伸缩杆安装在双层底盘的上层。

一种基于上述所述的基于室内导航定位的气体浓度巡检机器人的控制方法，所述控制方 法包括步骤：