本發(fā)明涉及一種配電房機(jī)器人智能巡視方法及系統(tǒng)，屬于機(jī)器人巡視領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、巡檢機(jī)器人是指能夠自主執(zhí)行巡視和檢查任務(wù)的機(jī)器人系統(tǒng)，配備各種傳感器和攝像頭，能夠收集環(huán)境數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，以檢測(cè)可能存在的問(wèn)題或異常情況。巡檢機(jī)器人在工業(yè)設(shè)施、建筑物、公共設(shè)施等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，能夠提高巡檢效率和精確度，減少人為巡檢的成本和風(fēng)險(xiǎn)。但現(xiàn)有的機(jī)器人控制系統(tǒng)通常是僅依靠機(jī)器人將現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境信息的視頻信息發(fā)送給遠(yuǎn)程端，遠(yuǎn)程端根據(jù)該視頻信息生成控制指令來(lái)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行控制來(lái)執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)。由于遠(yuǎn)程端站在機(jī)器人角度進(jìn)行命令，因此經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)人機(jī)控制失調(diào)的問(wèn)題。

2、公開(kāi)號(hào)為cn113618731a的專利《機(jī)器人控制系統(tǒng)》公開(kāi)了：機(jī)器人、遠(yuǎn)程操控設(shè)備；機(jī)器人包括機(jī)械臂、編碼器以及腕力傳感器，遠(yuǎn)程操控設(shè)備包括虛擬現(xiàn)實(shí)組件以及力反饋手柄；編碼器，用于獲取機(jī)械臂的關(guān)節(jié)狀態(tài)信息；虛擬現(xiàn)實(shí)組件，用于根據(jù)接收到的關(guān)節(jié)狀態(tài)信息以及預(yù)設(shè)的機(jī)器人的三維模型生成并顯示機(jī)器人的虛擬現(xiàn)實(shí)姿態(tài)圖像；腕力傳感器，用于獲取機(jī)械臂的作用力；機(jī)器人，用于將作用力發(fā)送至遠(yuǎn)程操控設(shè)備；遠(yuǎn)程操控設(shè)備，用于根據(jù)作用力設(shè)置力反饋手柄的操控阻力，并將基于力反饋手柄接收到的操作指令發(fā)送至機(jī)器人，以使機(jī)器人進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于多傳感器融合的機(jī)器人定位方法及系統(tǒng)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、技術(shù)方案一

4、一種配電房機(jī)器人智能巡視系統(tǒng)，包括：

5、至少兩臺(tái)機(jī)器人充電樁，各所述機(jī)器人充電樁內(nèi)置多組uwb基站；所述uwb基站用于與第一uwb標(biāo)簽、第二uwb標(biāo)簽通訊；第一uwb標(biāo)簽、第二uwb標(biāo)簽用于獲取測(cè)距數(shù)據(jù)，并根據(jù)測(cè)距數(shù)據(jù)計(jì)算第一uwb標(biāo)簽、第二uwb標(biāo)簽位置；

6、巡檢機(jī)器人，所述巡檢機(jī)器人包括數(shù)據(jù)處理單元、運(yùn)動(dòng)底盤、安裝在運(yùn)動(dòng)底盤上的多個(gè)定位傳感器和沿豎直方向移動(dòng)的伸縮臂、安裝在伸縮臂末端上的攝像裝置和第一uwb標(biāo)簽；所述數(shù)據(jù)處理單元為ros主機(jī)；所述巡檢機(jī)器人用于融合多個(gè)定位傳感器數(shù)據(jù)和第一uwb標(biāo)簽位置獲取機(jī)器人位姿信息，通過(guò)攝像裝置獲取巡視目標(biāo)圖像，并發(fā)送機(jī)器人位姿信息和巡視目標(biāo)圖像至遙控器；以及根據(jù)遙控器下發(fā)的控制指令執(zhí)行動(dòng)作，使巡檢機(jī)器人與佩戴人姿態(tài)相同；

7、遙控器，所述遙控器設(shè)有控制單元、觸控屏、慣性測(cè)量單元、第二uwb標(biāo)簽；所述控制單元為ros節(jié)點(diǎn)；遙控器用于通過(guò)觸控屏顯示機(jī)器人位姿和巡視目標(biāo)圖像，融合慣性測(cè)量單元數(shù)據(jù)和第二uwb標(biāo)簽位置獲取佩戴人位姿信息，并根據(jù)佩戴人位姿信息下發(fā)控制指令至巡檢機(jī)器人。

8、進(jìn)一步地，所述遙控器還包括麥克風(fēng)，麥克風(fēng)獲取用戶的語(yǔ)音命令發(fā)送至ros節(jié)點(diǎn)；ros節(jié)點(diǎn)通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)解析用戶的命令，并將對(duì)應(yīng)控制指令發(fā)送到機(jī)器人控制接口；機(jī)器人控制接口接收指令后，指導(dǎo)機(jī)器人執(zhí)行動(dòng)作。

9、進(jìn)一步地，還包括：觸控屏獲取用戶繪制路徑的觸控信號(hào)發(fā)送至ros節(jié)點(diǎn)；ros節(jié)點(diǎn)解析觸控信號(hào)，并將路徑發(fā)送給機(jī)器人控制接口，機(jī)器人控制接口指導(dǎo)機(jī)器人按路徑移動(dòng)。

10、進(jìn)一步地，還包括：第二uwb標(biāo)簽接收來(lái)自第一uwb標(biāo)簽的標(biāo)簽數(shù)據(jù)，并將標(biāo)簽數(shù)據(jù)傳輸給ros節(jié)點(diǎn)；ros節(jié)點(diǎn)識(shí)別標(biāo)簽數(shù)據(jù)并將對(duì)應(yīng)動(dòng)作命令發(fā)送至機(jī)器人控制接口，機(jī)器人控制接口指導(dǎo)機(jī)器人執(zhí)行動(dòng)作。

11、進(jìn)一步地，所述多個(gè)定位傳感器包括激光雷達(dá)、慣性測(cè)量單元、深度相機(jī)和輪式里程計(jì)；

12、所述ros節(jié)點(diǎn)基于激光雷達(dá)和慣性測(cè)量單元獲取的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，得到第一位姿信息；基于uwb定位標(biāo)簽和慣性測(cè)量單元獲取的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，得到第二位姿信息；對(duì)第一位姿信息和第二位姿信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，得到機(jī)器人位姿信息。

13、技術(shù)方案二

14、一種配電房機(jī)器人智能巡視方法，包括如下步驟：

15、多個(gè)uwb基站分別與第一uwb標(biāo)簽、第二uwb標(biāo)簽通訊；第一uwb標(biāo)簽、第二uwb標(biāo)簽分別獲取測(cè)距數(shù)據(jù)，并根據(jù)測(cè)距數(shù)據(jù)計(jì)算第一uwb標(biāo)簽、第二uwb標(biāo)簽位置；所述uwb基站內(nèi)置于機(jī)器人充電樁；

16、巡檢機(jī)器人融合多個(gè)定位傳感器數(shù)據(jù)和第一uwb標(biāo)簽位置獲取機(jī)器人位姿信息，通過(guò)攝像裝置獲取巡視目標(biāo)圖像，并發(fā)送機(jī)器人位姿信息和巡視目標(biāo)圖像至遙控器；所述數(shù)據(jù)處理單元為ros主機(jī)；所述巡檢機(jī)器人包括數(shù)據(jù)處理單元、運(yùn)動(dòng)底盤、安裝在運(yùn)動(dòng)底盤上的多個(gè)定位傳感器和沿豎直方向移動(dòng)的伸縮臂、安裝在伸縮臂末端上的攝像裝置和第一uwb標(biāo)簽；

17、遙控器通過(guò)觸控屏顯示機(jī)器人位姿和巡視目標(biāo)圖像，融合慣性測(cè)量單元數(shù)據(jù)和第二uwb標(biāo)簽位置獲取佩戴人位姿，并根據(jù)佩戴人位姿下發(fā)控制指令至巡檢機(jī)器人；所述遙控器設(shè)有控制單元、觸控屏、慣性測(cè)量單元、第二uwb標(biāo)簽；所述控制單元為ros節(jié)點(diǎn)；

18、巡檢機(jī)器人根據(jù)控制指令執(zhí)行動(dòng)作。

19、進(jìn)一步地，遙控器還包括麥克風(fēng)，麥克風(fēng)獲取用戶的語(yǔ)音命令發(fā)送至ros節(jié)點(diǎn)；

20、ros節(jié)點(diǎn)通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)解析用戶的命令，并將對(duì)應(yīng)控制指令發(fā)送到機(jī)器人控制接口；機(jī)器人控制接口接收指令后，指導(dǎo)機(jī)器人動(dòng)作執(zhí)行動(dòng)作。

21、進(jìn)一步地，還包括：觸控屏獲取用戶繪制路徑的觸控信號(hào)發(fā)送至ros節(jié)點(diǎn)；ros節(jié)點(diǎn)解析觸控信號(hào)，并將路徑發(fā)送給機(jī)器人控制接口，機(jī)器人控制接口指導(dǎo)機(jī)器人按路徑移動(dòng)。

22、進(jìn)一步地，還包括：第二uwb標(biāo)簽接收來(lái)自第一uwb標(biāo)簽的標(biāo)簽數(shù)據(jù)，并將標(biāo)簽數(shù)據(jù)傳輸給ros節(jié)點(diǎn)；ros節(jié)點(diǎn)識(shí)別標(biāo)簽數(shù)據(jù)并將對(duì)應(yīng)動(dòng)作命令發(fā)送至機(jī)器人控制接口，機(jī)器人控制接口指導(dǎo)機(jī)器人執(zhí)行對(duì)應(yīng)動(dòng)作。

23、進(jìn)一步地，所述多個(gè)定位傳感器包括激光雷達(dá)、慣性測(cè)量單元、深度相機(jī)和輪式里程計(jì)；

24、所述ros節(jié)點(diǎn)基于激光雷達(dá)和慣性測(cè)量單元獲取的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，得到第一位姿信息；基于uwb定位標(biāo)簽和慣性測(cè)量單元獲取的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，得到第二位姿信息；對(duì)第一位姿信息和第二位姿信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，得到機(jī)器人位姿信息。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明有以下特點(diǎn)和有益效果：

26、本發(fā)明中遙控器根據(jù)佩戴人的姿態(tài)信息下發(fā)指令，使巡檢機(jī)器人能夠模仿并保持佩戴人的動(dòng)作姿態(tài)，適用于配電房此類需要高度精準(zhǔn)操作的場(chǎng)景。同時(shí)，本發(fā)明中uwb標(biāo)簽設(shè)置在高度可變的機(jī)器人頭部，獲取不同高度處的機(jī)器人頭部姿態(tài)并將其與機(jī)器人底部姿態(tài)進(jìn)行融合，從而對(duì)底部姿態(tài)進(jìn)行糾偏，減少因地面起伏產(chǎn)生的誤差，實(shí)現(xiàn)三維空間的精確定位，減少平面定位帶來(lái)的誤差。

技術(shù)特征：

1.一種配電房機(jī)器人智能巡視系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多傳感器融合的機(jī)器人定位系統(tǒng)，其特征在于，所述遙控器還包括麥克風(fēng)，麥克風(fēng)獲取用戶的語(yǔ)音命令發(fā)送至ros節(jié)點(diǎn)；ros節(jié)點(diǎn)通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)解析用戶的命令，并將對(duì)應(yīng)控制指令發(fā)送到機(jī)器人控制接口；機(jī)器人控制接口接收指令后，指導(dǎo)機(jī)器人執(zhí)行動(dòng)作。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多傳感器融合的機(jī)器人定位系統(tǒng)，其特征在于，還包括：觸控屏獲取用戶繪制路徑的觸控信號(hào)發(fā)送至ros節(jié)點(diǎn)；ros節(jié)點(diǎn)解析觸控信號(hào)，并將路徑發(fā)送給機(jī)器人控制接口，機(jī)器人控制接口指導(dǎo)機(jī)器人按路徑移動(dòng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多傳感器融合的機(jī)器人定位系統(tǒng)，其特征在于，還包括：第二uwb標(biāo)簽接收來(lái)自第一uwb標(biāo)簽的標(biāo)簽數(shù)據(jù)，并將標(biāo)簽數(shù)據(jù)傳輸給ros節(jié)點(diǎn)；ros節(jié)點(diǎn)識(shí)別標(biāo)簽數(shù)據(jù)并將對(duì)應(yīng)動(dòng)作命令發(fā)送至機(jī)器人控制接口，機(jī)器人控制接口指導(dǎo)機(jī)器人執(zhí)行動(dòng)作。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多傳感器融合的機(jī)器人定位系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)定位傳感器包括激光雷達(dá)、慣性測(cè)量單元、深度相機(jī)和輪式里程計(jì)；

6.一種配電房機(jī)器人智能巡視方法，其特征在于，包括如下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于多傳感器融合的機(jī)器人定位方法，其特征在于，遙控器還包括麥克風(fēng)，麥克風(fēng)獲取用戶的語(yǔ)音命令發(fā)送至ros節(jié)點(diǎn)；ros節(jié)點(diǎn)通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)解析用戶的命令，并將對(duì)應(yīng)控制指令發(fā)送到機(jī)器人控制接口；機(jī)器人控制接口接收指令后，指導(dǎo)機(jī)器人動(dòng)作執(zhí)行動(dòng)作。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于多傳感器融合的機(jī)器人定位方法，其特征在于，還包括：觸控屏獲取用戶繪制路徑的觸控信號(hào)發(fā)送至ros節(jié)點(diǎn)；ros節(jié)點(diǎn)解析觸控信號(hào)，并將路徑發(fā)送給機(jī)器人控制接口，機(jī)器人控制接口指導(dǎo)機(jī)器人按路徑移動(dòng)。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于多傳感器融合的機(jī)器人定位方法，其特征在于，還包括：第二uwb標(biāo)簽接收來(lái)自第一uwb標(biāo)簽的標(biāo)簽數(shù)據(jù)，并將標(biāo)簽數(shù)據(jù)傳輸給ros節(jié)點(diǎn)；ros節(jié)點(diǎn)識(shí)別標(biāo)簽數(shù)據(jù)并將對(duì)應(yīng)動(dòng)作命令發(fā)送至機(jī)器人控制接口，機(jī)器人控制接口指導(dǎo)機(jī)器人執(zhí)行對(duì)應(yīng)動(dòng)作。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于多傳感器融合的機(jī)器人定位方法，其特征在于，所述多個(gè)定位傳感器包括激光雷達(dá)、慣性測(cè)量單元、深度相機(jī)和輪式里程計(jì)；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種配電房機(jī)器人智能巡視方法及系統(tǒng)，包括：至少兩臺(tái)機(jī)器人充電樁、巡檢機(jī)器人，遙控器；所述巡檢機(jī)器人用于融合多個(gè)定位傳感器數(shù)據(jù)和第一UWB標(biāo)簽位置獲取機(jī)器人位姿信息，通過(guò)攝像裝置獲取巡視目標(biāo)圖像，并發(fā)送機(jī)器人位姿信息和巡視目標(biāo)圖像至遙控器；以及根據(jù)遙控器下發(fā)的控制指令執(zhí)行動(dòng)作，使巡檢機(jī)器人與佩戴人姿態(tài)相同；遙控器用于通過(guò)觸控屏顯示機(jī)器人位姿和巡視目標(biāo)圖像，融合慣性測(cè)量單元數(shù)據(jù)和第二UWB標(biāo)簽位置獲取佩戴人位姿信息，并根據(jù)佩戴人位姿信息下發(fā)控制指令至巡檢機(jī)器人。

技術(shù)研發(fā)人員：李揚(yáng)笛,林爽,楊彥,錢健,林晨翔,謝煒,熊嘉麗,姚文旭,周晨曦,馬騰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國(guó)家電網(wǎng)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10