本发明专利技术公开了一种全地形地图构建及路径规划矿井机器人导航系统，包括中心控制模块、地图构建模块、支撑设定模块、路径规划模块。所述中心控制模块控制导航系统运行，所述地图构建模块构建矿井地图，所述支撑设定模块支撑地图运行并设定需要到达的目标地，所述路径规划模块为机器人规划行走路径，所述地图构建模块包括定位单元、记录单元和构建单元，本发明专利技术通过对路径的长度、用时、光线和颠簸情况进行获取、分析、再进行推荐，从而能够帮助操作人员快速的了解矿井内部道路的行进情况，便于在后续行走前做好充足的准备，保障机器人的安全，且根据目标地进行规划和推荐路径，使机器人的使用更加便捷。
1、矿井中的地形复杂，也存在着较多的危险，因此在不熟悉矿井内部情况时，下到矿井内部会有较大的人身危险，为了保障工人的安全，现在的矿井作业中，会使用机器人进行部分操作来代替人工，不仅能够将危险降低还能够获取更多的视频资料，便于更好的掌握矿井内部情况，机器人下到矿井中需要使用导航系统，导航系统包括矿井地形地图的构建，对机器人路径进行规划，了解机器人行走的路径，更加精准的控制机器人进行行走；
>5、所述位置采集单元对机器人所处位置进行定位，首先根据矿井在地图上的位置划定矿井区域，机器人进入矿井，提供行进的位置信息，进行拍摄，获取光线信息和颠簸信息；6、所述记录单元对岔路位置和机器人行走的路径进行记录，同时记录路径的行进次数、行进方向；
7、构建单元根据机器人行走路径、岔路位置、光线和颠簸信息，构建矿井地形地图。
8、根据上述技术方案，所述位置采集单元，确定矿井区域后，在矿井区域建立空间直角坐标系，根据矿井资料对矿井内部地形进行绘制，确定矿井出口位置，矿井内部通路，然后操纵机器人进入矿井内，并探测道路宽度，交叉的路口；
9、机器人前、后、左、右、上、下六个方位均设置有摄像头，机器人的同一方位的摄像头设置大于等于两个，一个摄像头与机器人直接固定，剩余摄像头通过云台与机器人固定，根据摄像头拍摄视频的晃动程度，对矿井内道路的颠簸情况进行分析；
10、在位置采集单元对矿井内部道路位置情况进行采集时，控制机器人的行走速度为0.1-0.3m/s。
11、根据上述技术方案，所述记录单元对位置采集单元采集的位置信息按照顺序在矿井的空间直角坐标系中进行绘制，并将位置信息连接在一起，即可形成行走的路径；
12、再次按照位置信息匹配拍摄的视频画面，对视频画面中的岔路进行记录，并标记为参照位置；
13、然后对道路的行走次数和行走方向进行记录，根据行走的次数，将行走次数大于等于3次的设定为重要路线。
14、根据上述技术方案，所述构建单元中，在构建矿井的地形时，对矿井内部光线进行模拟，将光线环境分为明亮、一般和昏暗三种；
15、在构建的地图中，对岔路位置标注为常选目标位置。
16、根据上述技术方案，所述支撑设定模块包括支撑单元、设定单元和重置单元；
17、所述支撑单元支撑地图在电脑端的运行，并支撑实时显示机器人位置；
18、所述设定单元通过自定义方式选择需要到达的位置，通过确定位置坐标对位置进行确定；
19、所述重置单元包括清除和更新选项，清除选项表示删除全部数据，更新选项表示在原有地图上进行更新；
20、根据上述技术方案，所述设定单元中，在进行自定义需要到达的位置时，显示距离该位置最近的常选目标位置，并询问是否将选择的位置切换为常选目标位置；
21、所述设定单元中，除常选目标位置外，被自定义选择大于等于两次的位置添加至常选目标位置。
22、根据上述技术方案，所述重置单元中，清除选项手动进行操作，更新选项设置有提醒，在实际矿井道路和地形与原地图中的情况出现不匹配的情况时，在更新选项进行提示。
23、根据上述技术方案，所述路径规划模块包括目标识别单元、路径提供单元、规划分析单元和选定单元；
24、所述目标识别单元对目标地和机器人位置进行识别；
25、所述路径提供单元根据目标和当前位置提供可行路径；
26、所述规划分析单元对规划的路径进行分析；
27、所述选定单元通过手动和自动选择的方式选择路径。
28、根据上述技术方案，所述目标识别单元中，在识别目标位置后，对目标位置所在道路进行识别，并识别该道路的全部岔路；
29、在识别机器人位置后，对机器人所在道路进行识别，并识别该道路的全部岔路。
30、所述路径提供单元中，识别目标路径后，先确定目标地位置、机器人位置、进出口位置，然后进行路径规划。
31、对路径的长度、用时、光线和颠簸情况进行分析，在保障机器人不损坏的情况下，拍摄清晰的矿井视频，对规划的路径进行排序。
32、所述规划分析单元中，路径每5-10m更新一次数据。
33、所述选定单元中，自动选择路径会推荐三条路径，在无手动操作1-3min后自动选择排列在第一位的路径；
34、在给出推荐路径1-3min内，手动进行选择的，选择为推荐路径中的一条，则无需更改；
35、手动选择为推荐路径外的路径时，记录该路径的选择次数，选择次数大于等于两次，则记录该路径全部行走数据，并将其设置在推荐路径中；
36、手动选择的路径，在行走完成后，规划分析单元对行走数据进行分析，并反馈至选定单元，并将该路径增加至推荐路径中。
37、一种全地形地图构建及路径规划矿井机器人的导航方法，包括如下导航步骤；
38、s1、先接通机器人电源，确定机器人的位置，并查找周围路径；
39、s2、输入目标地位置，查找周围路径；
40、s3、根据机器人位置、目标地位置和进出口位置，规划路径并进行路径的分析；
41、s4、根据路径的长度、用时、光线和颠簸情况，对规划的路径进行排序，推荐排序前三的路径作为备选；
42、s5、根据路径分析的结果，对路径进行选择，并确定路径中光线昏暗和颠簸位置；
43、s6、检查机器人的供电、照明、拍摄、减震和减速功能后，使用选择的路线导航进入矿井；
44、s7、在矿井中的昏暗位置增加机器人的照明亮度，在矿井中的颠簸位置进行减速行走，直至到达目标地。
45、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
46、1、通过设置直接连接在机器人上的摄像头和连接在云台上的摄像头，从而获取晃动拍摄的视频画面，能够了解矿井内本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种全地形地图构建及路径规划矿井机器人导航系统，其特征在于：包括中心控制模块、地图构建模块、支撑设定模块、路径规划模块；
2.根据权利要求1所述的一种全地形地图构建及路径规划矿井机器人导航系统，其特征在于，所述位置采集单元，确定矿井区域后，在矿井区域建立空间直角坐标系，根据矿井资料对矿井内部地形进行绘制，确定矿井出口位置，矿井内部通路，然后操纵机器人进入矿井内，并探测道路宽度，交叉的路口；
3.根据权利要求1所述的一种全地形地图构建及路径规划矿井机器人导航系统，其特征在于，所述记录单元对位置采集单元采集的位置信息按照顺序在矿井的空间直角坐标系中进行绘制，并将位置信息连接在一起，即可形成行走的路径；
4.根据权利要求1所述的一种全地形地图构建及路径规划矿井机器人导航系统，其特征在于，所述构建单元中，在构建矿井的地形时，对矿井内部光线进行模拟，将光线环境分为明亮、一般和昏暗三种；
5.根据权利要求1所述的一种全地形地图构建及路径规划矿井机器人导航系统，其特征在于，所述支撑设定模块包括支撑单元、设定单元和重置单元；
6.根据权利要求5所述的一种全地形地图构建及路径规划矿井机器人导航系统，其特征在于，所述设定单元中，在进行自定义需要到达的位置时，显示距离该位置最近的常选目标位置，并询问是否将选择的位置切换为常选目标位置；
7.根据权利要求5所述的一种全地形地图构建及路径规划矿井机器人导航系统，其特征在于，所述重置单元中，清除选项手动进行操作，更新选项设置有提醒，在实际矿井道路和地形与原地图中的情况出现不匹配的情况时，在更新选项进行提示。
8.根据权利要求1所述的一种全地形地图构建及路径规划矿井机器人导航系统，其特征在于，所述路径规划模块包括目标识别单元、路径提供单元、规划分析单元和选定单元；
9.根据权利要求8所述的一种全地形地图构建及路径规划矿井机器人导航系统，其特征在于，所述目标识别单元中，在识别目标位置后，对目标位置所在道路进行识别，并识别该道路的全部岔路；
10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种全地形地图构建及路径规划矿井机器人的导航方法，其特征在于，包括如下导航步骤；
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【技术特征摘要】
1.一种全地形地图构建及路径规划矿井机器人导航系统，其特征在于：包括中心控制模块、地图构建模块、支撑设定模块、路径规划模块；
2.根据权利要求1所述的一种全地形地图构建及路径规划矿井机器人导航系统，其特征在于，所述位置采集单元，确定矿井区域后，在矿井区域建立空间直角坐标系，根据矿井资料对矿井内部地形进行绘制，确定矿井出口位置，矿井内部通路，然后操纵机器人进入矿井内，并探测道路宽度，交叉的路口；
3.根据权利要求1所述的一种全地形地图构建及路径规划矿井机器人导航系统，其特征在于，所述记录单元对位置采集单元采集的位置信息按照顺序在矿井的空间直角坐标系中进行绘制，并将位置信息连接在一起，即可形成行走的路径；
4.根据权利要求1所述的一种全地形地图构建及路径规划矿井机器人导航系统，其特征在于，所述构建单元中，在构建矿井的地形时，对矿井内部光线进行模拟，将光线环境分为明亮、一般和昏暗三种；
5.根据权利要求1所述的一种全地形地图构建及路径规划矿井机器人导航系统，其特征在于，所述支撑设定模块包括支撑单元、设定...
【专利技术属性】
技术研发人员：张宁，张伟，侯力，左亚洲，郑瑞，
申请(专利权)人：徐州木牛流马机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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