一种烟雾巡检机器人及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种烟雾巡检机器人及其控制方法。在机器人本体中设置信息采集模块用于外部信息和烟雾图像的采集，设置信息处理模块用于处理所采集的数据，根据所采集数据得出网格地图，设置控制模块响应信息处理模块的运动控制信息输出移动信息。同时设置有带麦克纳姆轮的移动模块用于接收移动信息并控制麦克纳姆轮移动。实现了移动巡检，有效地扩大了巡检的范围。

【技术实现步骤摘要】
一种烟雾巡检机器人及其控制方法
本专利技术涉及巡检机器人领域，特别是一种烟雾巡检机器人及其控制方法。
技术介绍
目前，火灾作为一种灾害具有突发性强，波及范围广和处理难的问题。因此对火灾发生进行及时的预警非常重要，而在火灾检测领域中，由于火灾刚发生时火焰较小，但是烟雾非常明显，并且烟雾有非接触和大范围检测的特点，因此对烟雾进行检测能更快更有效发现火灾发生的地点和初步情况。现有技术中大多数依靠在防火区域设置烟雾传感器的方式进行检测，这种方法虽然能利用传感器检测到烟雾并进行报警，但是传感器一般需要设置在固定的地方，而且单个传感器检测的范围较小，在防火范围大时若要需要设置大量传感器，成本非常高。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种烟雾巡检机器人及其控制方法。通过在巡检机器人中设置的信息采集模块进行环境数据的采集，在信息处理模块中通过对环境地图的构建和烟雾的检测设定出巡检路线，扩大烟雾检测的范围，实现机器人自动巡检。本专利技术解决其问题所采用的技术方案是：一种烟雾巡检机器人，包括：机器人本体和运动模块；所述机器人本体与运动模块通过麦克纳姆轮连接件相连接；所述机器人本体包括用于采集外部信息的信息采集模块和用于处理所述信息采集模块所采集的信息的信息处理模块；所述信息采集模块包括用于获取构建地图扫描值的激光雷达；还包括用于获取视野中的距离信息和烟雾检测图像的双目摄像头；所述信息处理模块包括处理所述信息采集模块所采集的数据的第一主控芯片，所述第一主控芯片的输入端与激光雷达和双目摄像头的输出端相连接；所述机器人本体还包括控制模块，所述控制模块包括第二主控芯片，所述第二主控芯片的输入端与第一主控芯片的输出端相连接，所述第一主控芯片响应于信息采集模块所采集的数据向第二主控芯片发送运动控制信息；所述运动模块包括麦克纳姆轮和用于驱动麦克纳姆轮移动速度和方向的电机，所述电机与第二主控芯片相连接，所述第二主控芯片响应于所述运动控制信息向所述电机发送移动信息，所述电机响应于移动信息控制麦克纳姆轮移动。进一步，所述机器人本体还包括由上至下依次设置的第一支撑板、第二支撑板和第三支撑板；第一支撑板、第二支撑板和第三支撑板之间通过连接杆相连接；所述第一支撑板、第二支撑板和第三支撑板为碳纤维板。进一步，所述信息采集模块设置于第一支撑板表面，所述信息处理模块设置于第二支撑板表面，所述控制模块设置于第三支撑板表面。进一步，所述运动模块还包括与所述电机的壳体相连接的电机连接件；所述麦克纳姆轮连接件两侧通过合页连接于电机连接件和机器人本体之间；所述麦克纳姆轮连接件包括上连接板和U型连接件。进一步，所述上连接板两侧通过合页与电机连接件和第二支撑板相连接；所述U型连接件两侧通过合页与电机连接件和第三支撑板相连接；所述运动模块还包括避震结构，所述避震结构连接于第二支撑板和电机连接件之间。进一步，还包括电源，所述电源的数量为4；还包括用于电源转压模块，所述电源转压模块分别与电源和电机相连接。一种烟雾巡检机器人的控制方法，包括：获取信息采集模块所采集的扫描信息，所述扫描信息包括距离信息和检测图片；将所述扫描信息发送到第一主控芯片中，当检测到检测图片为非烟雾图片时，根据双目摄像头采集的距离信息得出网格地图，计算出避障信息；根据所述避障信息得出运动控制信息，并发送至控制模块的第二主控芯片中；所述第二主控芯片读取所述运动控制信息中的移动速度和移动方向生成移动信息，并将所述移动信息发送至运动模块中；所述运动模块检测到移动信息后控制电机以驱动麦克纳姆轮移动。进一步，所述距离信息包括激光发射角度、障碍物距离和镜头信息；所述镜头信息包括激光头与镜头距离、焦距。进一步，所述避障信息包括障碍物区域、预计碰撞区域和可移动区域。进一步，当检测到检测图片为烟雾图片时，通过无线网络向服务器发送报警信息。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用了一种烟雾巡检机器人及其控制方法。在机器人本体中设置信息采集模块、信息处理模块和控制模块，还设置有与机器人本体的控制模块相连接的运动模块。通过信息处理模块处理信息采集模块所采集的信息得出控制信息，控制模块响应于控制信息后控制运动模块带动机器人本体移动。对比起现有技术设置静态传感器的技术方案，本专利技术的技术方案实现了根据采集的信息自动规划路线进行移动检测，能检测更广阔的范围，且机动性更强。附图说明下面结合附图和实例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术的一种烟雾巡检机器人及其控制方法的结构示意图；图2是本专利技术的一种烟雾巡检机器人及其控制方法的检测流程图；图3是本专利技术的一种烟雾巡检机器人及其控制方法的模块连接示意图；图4是本专利技术的一种烟雾巡检机器人及其控制方法的部件连接示意图；图5是专利技术的一种烟雾巡检机器人及其控制方法的实际距离计算示意图。附图标号说明：1.激光雷达；2.双目摄像头；3.第一主控芯片；4.电源；5.第二主控芯片；6.麦克纳姆轮；7.避震结构；8.电机连接件；9.电机；10.电源转压模块；11.上连接板；12.U型连接件；13.第一支撑板；14.第二支撑板；15.第三支撑板；16.障碍物。具体实施方式参照图1-图2，本专利技术的本专利技术解决其问题所采用的技术方案是：一种烟雾巡检机器人，包括：机器人本体和运动模块；所述机器人本体与运动模块通过麦克纳姆轮连接件相连接；所述机器人本体包括用于采集外部信息的信息采集模块和用于处理所述信息采集模块所采集的信息的信息处理模块；所述信息采集模块包括用于获取构建地图扫描值的激光雷达1；还包括用于获取视野中的距离信息和烟雾检测图像的双目摄像头2；所述信息处理模块包括处理所述信息采集模块所采集的数据的第一主控芯片3，所述第一主控芯片3的输入端与激光雷达1和双目摄像头2的输出端相连接；所述机器人本体还包括控制模块，所述控制模块包括第二主控芯片5，所述第二主控芯片5的输入端与第一主控芯片3的输出端相连接，所述第一主控芯片3响应于信息采集模块所采集的数据向第二主控芯片5发送运动控制信息；所述运动模块包括麦克纳姆轮6和用于驱动麦克纳姆轮6移动速度和方向的电机9，所述电机9与第二主控芯片5相连接，所述第二主控芯片5响应于所述运动控制信息向所述电机9发送移动信息，所述电机9响应于移动信息控制麦克纳姆轮6移动。其中，所述激光雷达1如图所示设置在支架上，所述激光雷达1为可旋转扫描的雷达，且所述激光雷达1与水平面成一定角度，以便于通过发射激光收集扫描值，从而实现对周围环境的扫描和数据的读取，所采集到的数据发送至第一主控芯片3中进行处理。其中，所述双目摄像头2设置在机器人主体前端，用于检测与障碍物之间的实际距离，同时用于采集实时检测图片，将图片发送至第一主控芯片3中进行分析鉴定是否为烟雾图片，当检测到图片为烟雾图片时，所述第一主控芯片3通过无线网络向服务器发送报警信息。优选地，所述双目摄像头2中两个摄像头为同步摄像头，即两个摄像头同步移动、同时获取数据、获取数据的范围一致；所述双目摄像头2中还设置有红外设备，以满足夜间工作的需求。优选地，所述第一主控芯片3为用于数据处理的中央处理器，所述第二主控芯片5为用于传送运动数据和反馈运动结果的硬件驱动处理器；所述第一主控芯片3和第二主控芯片5之间通过串口数据线相连接。其中，每个麦克纳姆轮6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烟雾巡检机器人，其特征在于，包括：机器人本体和运动模块；所述机器人本体与运动模块通过麦克纳姆轮连接件相连接；所述机器人本体包括用于采集外部信息的信息采集模块和用于处理所述信息采集模块所采集的信息的信息处理模块；所述信息采集模块包括用于获取构建地图扫描值的激光雷达(1)；还包括用于获取视野中的距离信息和烟雾检测图像的双目摄像头(2)；所述信息处理模块包括处理所述信息采集模块所采集的数据的第一主控芯片(3)，所述第一主控芯片(3)的输入端与激光雷达(1)和双目摄像头(2)的输出端相连接；所述机器人本体还包括控制模块，所述控制模块包括第二主控芯片(5)，所述第二主控芯片(5)的输入端与第一主控芯片(3)的输出端相连接，所述第一主控芯片(3)响应于信息采集模块所采集的数据向第二主控芯片(5)发送运动控制信息；所述运动模块包括麦克纳姆轮(6)和用于驱动麦克纳姆轮(6)移动速度和方向的电机(9)，所述电机(9)与第二主控芯片(5)相连接，所述第二主控芯片(5)响应于所述运动控制信息向所述电机(9)发送移动信息，所述电机(9)响应于移动信息控制麦克纳姆轮(6)移动。

【技术特征摘要】
1.一种烟雾巡检机器人，其特征在于，包括：机器人本体和运动模块；所述机器人本体与运动模块通过麦克纳姆轮连接件相连接；所述机器人本体包括用于采集外部信息的信息采集模块和用于处理所述信息采集模块所采集的信息的信息处理模块；所述信息采集模块包括用于获取构建地图扫描值的激光雷达(1)；还包括用于获取视野中的距离信息和烟雾检测图像的双目摄像头(2)；所述信息处理模块包括处理所述信息采集模块所采集的数据的第一主控芯片(3)，所述第一主控芯片(3)的输入端与激光雷达(1)和双目摄像头(2)的输出端相连接；所述机器人本体还包括控制模块，所述控制模块包括第二主控芯片(5)，所述第二主控芯片(5)的输入端与第一主控芯片(3)的输出端相连接，所述第一主控芯片(3)响应于信息采集模块所采集的数据向第二主控芯片(5)发送运动控制信息；所述运动模块包括麦克纳姆轮(6)和用于驱动麦克纳姆轮(6)移动速度和方向的电机(9)，所述电机(9)与第二主控芯片(5)相连接，所述第二主控芯片(5)响应于所述运动控制信息向所述电机(9)发送移动信息，所述电机(9)响应于移动信息控制麦克纳姆轮(6)移动。2.根据权利要求1所述的一种烟雾巡检机器人，其特征在于：所述机器人本体还包括由上至下依次设置的第一支撑板(13)、第二支撑板(14)和第三支撑板(15)；第一支撑板(13)、第二支撑板(14)和第三支撑板(15)之间通过连接杆相连接；所述第一支撑板(13)、第二支撑板(14)和第三支撑板(15)为碳纤维板。3.根据权利要求2所述的一种烟雾巡检机器人，其特征在于：所述信息采集模块设置于第一支撑板(13)表面，所述信息处理模块设置于第二支撑板(14)表面，所述控制模块设置于第三支撑板(15)表面。4.根据权利要求3所述的一种烟雾巡检机器人，其特征在于：所述运动模块还包括与所述电机(9)的壳体相连接的电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾军英，王璠，秦传波，翟懿奎，甘俊英，谌瑶，
申请(专利权)人：五邑大学，
类型：发明
国别省市：广东,44