巡检机器人及其巡检方法、巡检系统技术方案

本发明专利技术公开了一种巡检机器人、系统及方法。包括：同步定位与构图模块，用于获取巡检区域的巡检图像，并基于所述巡检图像实现局部定位与同步构图；北斗信号接收处理模块，用于接收北斗卫星的反馈信号，并根据所述反馈信号和所述巡检图像，确定所述巡检机器人的当前信息；北斗短报文发送模块，用于将所述当前信息以短报文信息的方式发送至所述北斗卫星，以使得所述北斗卫星将所述当前信息发送至地面中心站处理后再转发至用户管理平台。通过短报文信息进行信息传输，并未依靠通信设备，可以使得巡检机器人在极端环境下，仍可以正常工作，同时在电能不足或突发故障时，可以根据最后传输回用户管理平台的位置，寻回巡检机器人，防止丢失，降低成本。

Inspection robot and its inspection method and inspection system

The invention discloses a patrol robot, a system and a method. It includes: a synchronous positioning and composition module for acquiring the patrol image of the patrol area, and realizing local positioning and synchronous composition based on the patrol image; a Beidou signal receiving and processing module for receiving the feedback signal of the Beidou satellite, and determining the patrol robot according to the feedback signal and the patrol image. The current information; the Beidou short message sending module is used to send the current information to the Beidou satellite in the form of short message information so that the Beidou satellite transmits the current information to the ground central station and then forwards it to the user management platform. The patrol robot can still work normally in extreme environment without relying on communication equipment. At the same time, the patrol robot can be found according to the position of the last transmission back to the user management platform to prevent loss and reduce costs.

【技术实现步骤摘要】
巡检机器人及其巡检方法、巡检系统
本专利技术涉及巡检机器人
，特别涉及一种巡检机器人、一种包括该巡检机器人的巡检系统以及一种巡检机器人的巡检方法。
技术介绍
BDS(北斗定位导航系统)是中国自助研发的全球卫星导航系统，是继GPS，GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。有空间段，地面段与用户段三部分组成，初步具备导航定位授时以及短报文通信服务能力，目前的定位精度约在米级。北斗短报文功能是中国北斗卫星导航系统区别于GPS的一项独特专利技术，也是一大优势。北斗短报文功能在国防、民生和应急救援等领域具有很强的应用价值，特别在灾区移动通讯中断，电力中断的情况下可以使用短消息进行通信、定位。短报文可以发布120字的信息，既能够定位，又能够显示发布者的位置，同时能够向外界发布文字信息。短报文可以实现双向通信。同步定位与地图构建(simultaneouslocalizationandmapping,SLAM)最早源于机器人领域，其目标是解决定位与地图构建，一边需要估计传感器自身的位置，一边需要构建周围环境的模型。SLAM已经有约三十年的研究历史，21世纪以来，以视觉传感器为中心的Visual-SLAM，正逐步由实验室走向市场。V-SLAM技术根据拍摄的视频信息推断出摄像头在未知环境中的方位,并同时构建环境地图,其基本原理为多视图几何原理。V-SLAM的目标为同时恢复出每帧图像对应的相机运动参数，以及场景三维结构；其中每个相机运动参数包含了相机的位置和朝向信息，通常表达为一个的旋转矩阵和一个三维位置变量。中国专利申请CN107457784A公开了“变电站巡检机器人GPS北斗查分定位与导航方法”。这项专利定位采用基于GPS/北斗差分定位方法，以消除卫星时钟，卫星星历，电离层时延和对流层时延等固定误差。该定位及导航方法主要有3部分组成：参考基准站，巡检机器人定位与导航模块、管理平台。专利指出利用该方法可以实现变电站巡检机器人的精确定位和导航。该方法需要两点必备条件，缺一不可。一为，参考基准站与巡检机器人两者都必须保持GPS/BDS信号无遮挡的环境下，参考基准站的环境容易确定，变电站在室外巡检，容易进入卫星信号无法到达的死角，容易造成信号丢失；二为，实现差分定位，必须保持参考站与巡检机器人之间的通信顺畅，室外巡检环境有时恶劣，有些区域甚至不在通信覆盖范围内，易造成信息丢失。这两种情况出现任一种，都为造成巡检机器人定位丢失，若在定位恢复时间，出现电能缺失以及故障，易造成巡检机器人丢失。中国专利申请CN107817509A公开了“基于RTK北斗和激光雷达的巡检机器人导航系统及方法”。这项专利技术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，以及其机体上的控制模块，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，采用人工试场路径规划避障方式。这项专利与上一项专利一致，依靠通信设备传输信息，要求巡检机器人的室外巡检环境在通信设备的覆盖区域。但是，上述所公开的巡检机器人传输信息都是依赖通信设备，这样，在通信设备覆盖不及，或者因自然灾害导致通信设备中断，短时间内无法修复的情况下，巡检机器人的信息无法传输。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种巡检机器人、一种包括该巡检机器人的巡检系统以及一种巡检机器人的巡检方法。为了实现上述目的，本专利技术的第一方面，提供了一种巡检机器人，包括：同步定位与构图模块，用于获取巡检区域的巡检图像，并基于所述巡检图像实现局部定位与同步构图；北斗信号接收处理模块，用于接收北斗卫星的反馈信号，并根据所述反馈信号和所述巡检图像，确定所述巡检机器人的当前信息；北斗短报文发送模块，用于将所述当前信息以短报文信息的方式发送至所述北斗卫星，以使得所述北斗卫星将所述当前信息发送至地面中心站处理后再转发至用户管理平台。可选地，所述北斗信号接收处理模块，还用于基于预设的巡检路径和所述当前信息，实时调整所述巡检机器人的运动方向，以使得所述巡检机器人在所述预设的路径下完成巡检。可选地，所述短报文信息包括汉字、数字和英文字符中的至少一者。可选地，所述巡检机器人的当前信息包括以下至少一种：时间、位置、电能状态和损耗程度。本专利技术的第二方面，提供了一种巡检系统，包括巡检机器人、北斗卫星、地面中心站和用户管理平台；其中，所述巡检机器人，用于获取巡检区域的巡检图像，并基于所述巡检图像实现局部定位与同步构图；所述北斗卫星，用于向所述巡检机器人发送反馈信号；所述巡检机器人，还用于接收所述反馈信号，并根据所述反馈信号和所述巡检图像，确定所述巡检机器人的当前信息，并将所述当前信息以短报文信息的方式发送至所述北斗卫星；所述北斗卫星，还用于将所述短报文信息加密后发送至所述地面中心站；所述地面中心站，用于接收所述短报文信息，并对所述短报文信息进行解密后转发至所述北斗卫星；所述北斗卫星，还用于将解密后的短报文信息发送至所述用户管理平台；所述用户管理平台，用于接收解密后的所述短报文信息，并基于所述短报文信息确定所述巡检机器人的当前状态。可选地，所述用户管理平台还用于：当接收到所述短报文信息时，发出接收到所述短报文信息的回执。可选地，所述用户管理平台还用于：基于预设的先进先出的原则，动态存储所述短报文信息。本专利技术的第三方面，提供了一种巡检机器人的巡检方法，包括：步骤S110、获取巡检区域的巡检图像，并基于所述巡检图像实现局部定位与同步构图；步骤S120、接收北斗卫星的反馈信号，并根据所述反馈信号和所述巡检图像，确定所述巡检机器人的当前信息；步骤S130、将所述当前信息以短报文信息的方式发送至所述北斗卫星，以使得所述北斗卫星将所述当前信息发送至地面中心站处理后再转发至用户管理平台。可选地，所述步骤S120还包括：基于预设的巡检路径和所述当前信息，实时调整所述巡检机器人的运动方向，以使得所述巡检机器人在所述预设的路径下完成巡检。可选地，所述短报文信息包括汉字、数字和英文字符中的至少一者。本专利技术的巡检机器人、巡检方法和巡检系统，在进行信息传输时，通过短报文信息的方式，并没有依靠通信设备，可以使得巡检机器人在极端环境下，仍可以正常工作，同时在电能不足或突发故障时，可以根据最后传输回用户管理平台的位置，寻回巡检机器人，防止丢失，降低成本。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术一实施例中巡检系统的结构示意图；图2为本专利技术一实施例中北斗短报文信息的传输格式示意图；图3为本专利技术一实施例中巡检机器人的巡检方法的流程图。附图标记说明100：巡检机器人；110：同步定位与构图模块；120：北斗信号接收处理模块；130：北斗短报文发送模块；200：巡检系统；210：北斗卫星；220：地面中心站；230：用户管理平台。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种巡检机器人，其特征在于，包括：同步定位与构图模块，用于获取巡检区域的巡检图像，并基于所述巡检图像实现局部定位与同步构图；北斗信号接收处理模块，用于接收北斗卫星的反馈信号，并根据所述反馈信号和所述巡检图像，确定所述巡检机器人的当前信息；北斗短报文发送模块，用于将所述当前信息以短报文信息的方式发送至所述北斗卫星，以使得所述北斗卫星将所述当前信息发送至地面中心站处理后再转发至用户管理平台。

【技术特征摘要】
1.一种巡检机器人，其特征在于，包括：同步定位与构图模块，用于获取巡检区域的巡检图像，并基于所述巡检图像实现局部定位与同步构图；北斗信号接收处理模块，用于接收北斗卫星的反馈信号，并根据所述反馈信号和所述巡检图像，确定所述巡检机器人的当前信息；北斗短报文发送模块，用于将所述当前信息以短报文信息的方式发送至所述北斗卫星，以使得所述北斗卫星将所述当前信息发送至地面中心站处理后再转发至用户管理平台。2.根据权利要求1所述的巡检机器人，其特征在于，所述北斗信号接收处理模块，还用于基于预设的巡检路径和所述当前信息，实时调整所述巡检机器人的运动方向，以使得所述巡检机器人在所述预设的路径下完成巡检。3.根据权利要求1或2所述的巡检机器人，其特征在于，所述短报文信息包括汉字、数字和英文字符中的至少一者。4.根据权利要求1或2所述的巡检机器人，其特征在于，所述巡检机器人的当前信息包括以下至少一种：时间、位置、电能状态和损耗程度。5.一种巡检系统，其特征在于，包括巡检机器人、北斗卫星、地面中心站和用户管理平台；其中，所述巡检机器人，用于获取巡检区域的巡检图像，并基于所述巡检图像实现局部定位与同步构图；所述北斗卫星，用于向所述巡检机器人发送反馈信号；所述巡检机器人，还用于接收所述反馈信号，并根据所述反馈信号和所述巡检图像，确定所述巡检机器人的当前信息，并将所述当前信息以短报文信息的方式发送至所述北斗卫星；所述北斗卫星，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王行，周晓军，盛赞，李骊，李朔，杨淼，
申请(专利权)人：北京华捷艾米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11