基于RTK北斗和激光雷达的巡检机器人导航系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于RTK北斗和激光雷达的巡检机器人导航系统及方法，包括机器人移动站和后台管理服务器，所述机器人移动站包括机器人机体以及设置于机器人机体上的控制模块、定位导航模块、无线通信模块和电源管理模块，所述定位导航模块包括激光雷达和RTK/SINS单元；导航地图采用全局地图与局部地图相结合的设计方案，全局地图构建采用机器人记录轨迹方式绘制，导航方式采用预瞄PID算法，局部地图构建采用激光雷达记录障碍物离散数据点，经聚类、曲线拟合等步骤还原障碍物边缘信息，采用人工势场路径规划避障方式。与现有技术相比，本发明专利技术具有导航定位精度高、无需路面改造、环境适应性强、工作稳定性好等优点。

Navigation system and method of inspection robot based on RTK Beidou and laser radar

The invention relates to a navigation system for inspection robot and laser radar and RTK Beidou based method, including mobile station and backstage management server robot, the robot mobile station includes a robot body and a control module is arranged on the body of the robot, navigation module, wireless communication module and power management module, the navigation module including laser radar and RTK/SINS unit; navigation map design using the combination of local and global map map, global map constructed by the robot track record of drawing, navigation usingpreview PID algorithm, local map building using laser radar record obstacles discrete data points by clustering, curve fitting and other steps to restore the edge information of obstacles by using the artificial potential field path planning, obstacle avoidance. Compared with the existing technology, the invention has the advantages of high precision of navigation and positioning, no need of pavement reconstruction, strong environmental adaptability, good working stability and so on.

【技术实现步骤摘要】
基于RTK北斗和激光雷达的巡检机器人导航系统及方法
本专利技术涉及一种导航系统，尤其是涉及一种基于RTK北斗和激光雷达的巡检机器人导航系统。
技术介绍
移动巡检机器人可以节约大量人力，尤其是可以运用在不适宜人工巡检的危险场合，比如超高压巡检机器人和输油管线巡检机器人。发展移动巡检机器人和人工巡检相结合的方式势必是未来发展的一种趋势。传统移动机器人较多采用磁轨道、无线射频识别技术RFID或固定导轨进行定位和导航。20世纪90年代，日本研发一款有轨巡检机器人，应用于500kV变电站。2014年1月，浙江国自机器人技术有限公司研制的变电站巡检机器人在瑞安变电站投入运行，采用的是多个声纳和激光测距传感器的导航方式。2015年常熟理工学院研究的一款校园巡检机器人采用定位、导航方式是普通的GPS和摄像头相结合的方案。2016年中信重工开诚智能装备有限公司生产了一款轨道式巡检机器人，文献中主要介绍了轨道式巡检机器人的轨道硬件组成、数据采集系统方案和电源管理方案。中国专利CN103064416B公开一种巡检机器人室内外自主导航系统，包括行走控制单元、行走决策单元和功能任务单元，维护较为简单。大多数参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于RTK北斗和激光雷达的巡检机器人导航系统，其特征在于，包括采用无线路由组网通信的机器人移动站和后台管理服务器，所述机器人移动站包括机器人机体以及设置于机器人机体上的控制模块、定位导航模块、无线通信模块和电源管理模块，所述控制模块分别连接定位导航模块、无线通信模块和电源管理模块，所述定位导航模块包括激光雷达和RTK/SINS单元。

【技术特征摘要】
1.一种基于RTK北斗和激光雷达的巡检机器人导航系统，其特征在于，包括采用无线路由组网通信的机器人移动站和后台管理服务器，所述机器人移动站包括机器人机体以及设置于机器人机体上的控制模块、定位导航模块、无线通信模块和电源管理模块，所述控制模块分别连接定位导航模块、无线通信模块和电源管理模块，所述定位导航模块包括激光雷达和RTK/SINS单元。2.根据权利要求1所述的基于RTK北斗和激光雷达的巡检机器人导航系统，其特征在于，所述控制模块包括通过串口通信连接的工控机和Cortex-M3内核控制芯片，所述工控机分别连接激光雷达和RTK/SINS单元，所述Cortex-M3内核控制芯片连接无线通信模块。3.根据权利要求1所述的基于RTK北斗和激光雷达的巡检机器人导航系统，其特征在于，所述RTK/SINS单元包括定位天线和测向天线，所述定位天线和测向天线间的距离大于1m。4.一种利用如权利要求1所述的巡检机器人导航系统实现全局和局部结合导航的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭道刚，戚尔江，夏飞，关欣蕾，陈跃伟，王立力，赵晨洋，陈昱皓，刘世彬，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：发明
国别省市：上海,31