地铁车辆巡检机器人的导航系统和导航方法、机器人技术方案

本申请属于机器人技术领域，具体涉及一种地铁车辆巡检机器人的导航系统和导航方法、机器人，其中的导航系统包括：车头检测模块，用于检测车头停靠位置相对于预设停靠位置的距离偏差量；斜坡控制模块，用于获取实时的姿态信息，根据姿态信息对地铁车辆巡检机器人进行姿态调整，根据IMU的俯仰角来判断是否完成上坡或下坡动作，确定动作执行结果；地图管理模块，用于根据动作执行结果确定当前状态下的导航地图；导航控制模块，用于基于距离偏差量对预设的目标位置进行修正，根据导航地图和修正后的目标位置进行路径规划，并控制地铁车辆巡检机器人移动至修正后的目标位置。该系统实现了机器人列检沟道内外的自主导航转运，并提高了检测精确度。检测精确度。检测精确度。

【技术实现步骤摘要】
地铁车辆巡检机器人的导航系统和导航方法、机器人


[0001]本申请属于机器人
，具体涉及一种地铁车辆巡检机器人的导航系统和导航方法、机器人。

技术介绍

[0002]目前地铁的日常巡检作业中，巡检人员主要通过人工观测及一些辅助工具等检查列车是否存在故障，然而由于检测内容多，主观判断性较强，巡检人员的综合素质不同，会存在一定的漏检、误检。为了提高巡检效率、准确率以及降低成本，采用智能化设备来代替人工巡检已成为未来的一种趋势。
[0003]在采用机器人巡检作业过程中，需要先预设巡检点，每个巡检点对应相应的列车巡检部件，在机器人导航至每一个巡检点后通过视觉进行列车部件检测任务，但由于车辆每天需要进出列检沟道，每次停靠的位置存在一定的偏差，在每一个预设点位可能已无法完全准确的进行对应部件的检测任务，因此无法保障检测的准确性。同时，在实际的巡检任务中不仅需要进入列检沟道内对列车车底进行巡检，也需要在沟道外对列车的两侧进行相应部件的检测，因此需要机器人能实现列检沟道内外的自主转运。
[0004]综上所述，机器人列检沟道内外的自主导航转运以及由于列车移动导致在列检沟道内巡检点位偏差大、无法保障检测精确度，成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005](一)要解决的技术问题
[0006]鉴于现有技术的上述缺点、不足，本申请提供一种地铁车辆巡检机器人的导航系统和导航方法、机器人。
[0007](二)技术方案
[0008]为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：
[0009]第一方面，本申请实施例提供一种地铁车辆巡检机器人的导航系统，所述地铁车辆巡检机器人用于在列检沟道内进行列车车底巡检以及在列检沟道外进行列车两侧巡检，该系统包括：
[0010]车头检测模块，用于检测待检测列车车头停靠位置相对于预设停靠位置的距离偏差量；
[0011]斜坡控制模块，用于获取实时的姿态信息，根据所述姿态信息对所述地铁车辆巡检机器人进行姿态调整，根据IMU的俯仰角来判断所述地铁车辆巡检机器人是否完成上坡或下坡动作，确定动作执行结果；
[0012]地图管理模块，用于根据所述动作执行结果确定所述地铁车辆巡检机器人当前状态下的导航地图，所述导航地图为沟道内地图或沟道外地图；
[0013]导航控制模块，用于基于所述距离偏差量对预设的目标位置进行修正，根据所述导航地图和修正后的目标位置进行路径规划，并根据得到的规划路径控制所述地铁车辆巡
检机器人移动至修正后的目标位置。
[0014]可选地，该系统还包括地图构建模块；
[0015]所述地图构建模块，用于通过二维激光雷达分别扫描列检沟道内和列检沟道外得到扫描数据，根据所述扫描数据构建沟道内地图和沟道外地图。
[0016]可选地，所述斜坡控制模块，还用于根据当前所述IMU检测得到的偏航角对所述地铁车辆巡检机器人进行相应的姿态调整。
[0017]可选地，该系统还包括：
[0018]姿态信息获取模块，用于获取激光数据，根据所述激光数据确定沟道两侧的两条直线斜率及激光中心距离两侧直线的距离。
[0019]第二方面，本申请实施例提供一种地铁车辆巡检机器人的导航方法，该方法包括：
[0020]S10、检测待检测列车车头停靠位置相对于预设停靠位置的距离偏差量；
[0021]S20、获取实时的姿态信息，根据所述姿态信息对所述地铁车辆巡检机器人进行姿态调整，根据IMU的俯仰角来判断所述地铁车辆巡检机器人是否完成上坡或下坡动作，确定动作执行结果；
[0022]S30、根据所述动作执行结果确定所述地铁车辆巡检机器人当前状态下的导航地图，所述导航地图为沟道内地图或沟道外地图；
[0023]S40、基于所述距离偏差量对预设的目标位置进行修正，根据所述导航地图和修正后的目标位置进行路径规划，并根据规划得到的路径控制所述地铁车辆巡检机器人移动至修正后的目标位置。
[0024]可选地，S10包括：
[0025]S11、通过激光传感器测量所述地铁车辆巡检机器人在预设的车头检测点位时所述地铁车辆巡检机器人与所述待检测列车车头间的距离；
[0026]S12、基于S11测量得到的距离和预设的距离初始值，计算获得当前列车停靠的偏移量。
[0027]可选地，在S10之前还包括：
[0028]设置列车巡检点位和车头检测点位；
[0029]通过激光传感器测量所述地铁车辆巡检机器人在所述车头检测点位时与所述待检测列车车头间的距离，作为距离初始值。
[0030]可选地，S20包括：
[0031]S21、控制所述地铁车辆巡检机器人移动至斜坡上或斜坡下预设导航点，根据预设导航点的属性确定斜坡运动控制流程；
[0032]S22、获取所述地铁车辆巡检机器人在预设导航点时IMU的偏航角及轮式里程计坐标值，作为初始偏航角和初始里程计坐标值；
[0033]S23、获取激光数据，根据所述激光数据提取到沟道左右两侧直线，并获取两侧直线斜率和激光中心到两侧直线的距离；
[0034]S24、根据沟道两侧直线斜率及激光中心到两侧的距离，判断当前机器人的姿态是否偏离坡道中心，并根据判断结果进行相应的姿态调整；
[0035]S25、根据当前轮式里程计坐标值与初始里程计坐标值获取当前机器人已行驶的距离，并根据已行驶的距离和IMU的俯仰角来判断地铁车辆巡检机器人是否完成下坡或上
坡动作。
[0036]可选地，S30包括：
[0037]当所述动作执行结果为上坡时，将沟道外地图作为所述地铁车辆巡检机器人当前状态下的导航地图；
[0038]当所述动作执行结果为下坡时，将沟道内地图作为所述地铁车辆巡检机器人当前状态下的导航地图。
[0039]第三方面，本申请实施例提供一种地铁车辆巡检机器人，该机器人包括如上第一方面中任一项所述的导航系统。
[0040](三)有益效果
[0041]本申请的有益效果是：本申请提出了一种地铁车辆巡检机器人的导航系统，该系统包括：车头检测模块，用于检测车头停靠位置相对于预设停靠位置的距离偏差量；斜坡控制模块，用于获取实时的姿态信息，根据所述姿态信息对地铁车辆巡检机器人进行姿态调整，根据IMU的俯仰角来判断地铁车辆巡检机器人是否完成上坡或下坡动作，确定动作执行结果；地图管理模块，用于根据动作执行结果确定当前状态下的导航地图；导航控制模块，用于基于距离偏差量对预设的目标位置进行修正，根据导航地图和修正后的目标位置进行路径规划，并控制地铁车辆巡检机器人移动至修正后的目标位置。该系统实现了机器人列检沟道内外的自主导航转运，并通过距离偏差量对预设的目标位置进行修正，从而有效提高了检测精确度。
附图说明
[0042]本申请借助于以下附图进行描述：
[0043]图1为本申请一个实施例中的地铁车辆巡检机器人的导航系统结构示意图；
[0044]图2为本申请另一个实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地铁车辆巡检机器人的导航系统，其特征在于，所述地铁车辆巡检机器人用于在列检沟道内进行列车车底巡检以及在列检沟道外进行列车两侧巡检，该系统包括：车头检测模块，用于检测待检测列车车头停靠位置相对于预设停靠位置的距离偏差量；斜坡控制模块，用于获取实时的姿态信息，根据所述姿态信息对所述地铁车辆巡检机器人进行姿态调整，根据IMU的俯仰角来判断所述地铁车辆巡检机器人是否完成上坡或下坡动作，确定动作执行结果；地图管理模块，用于根据所述动作执行结果确定所述地铁车辆巡检机器人当前状态下的导航地图，所述导航地图为沟道内地图或沟道外地图；导航控制模块，用于基于所述距离偏差量对预设的目标位置进行修正，根据所述导航地图和修正后的目标位置进行路径规划，并根据得到的规划路径控制所述地铁车辆巡检机器人移动至修正后的目标位置。2.根据权利要求1所述的地铁车辆巡检机器人的导航系统，其特征在于，该系统还包括地图构建模块；所述地图构建模块，用于通过二维激光雷达分别扫描列检沟道内和列检沟道外得到扫描数据，根据所述扫描数据构建沟道内地图和沟道外地图。3.根据权利要求1所述的地铁车辆巡检机器人的导航系统，其特征在于，所述斜坡控制模块，还用于根据当前所述IMU检测得到的偏航角对所述地铁车辆巡检机器人进行相应的姿态调整。4.根据权利要求1所述的地铁车辆巡检机器人的导航系统，其特征在于，该系统还包括：姿态信息获取模块，用于获取激光数据，根据所述激光数据确定沟道两侧的两条直线斜率及激光中心距离两侧直线的距离。5.一种地铁车辆巡检机器人的导航方法，其特征在于，该方法包括：S10、检测待检测列车车头停靠位置相对于预设停靠位置的距离偏差量；S20、获取实时的姿态信息，根据所述姿态信息对所述地铁车辆巡检机器人进行姿态调整，根据IMU的俯仰角来判断所述地铁车辆巡检机器人是否完成上坡或下坡动作，确定动作执行结果；S30、根据所述动作执行结果确定所述地铁车辆巡检机器人当前状态下的导航地图，所述导航地图为沟道内地图或沟道外地图；S40、基于所述距离偏差量对预设的目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘藏龙，洪东升，邓成呈，赵赟劼，李坤，李维凯，王文月，许泽清，
申请(专利权)人：杭州申昊科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：