一种多传感器融合的隧道探测机器人及其控制方法技术

本发明专利技术提供了一种多传感器融合的隧道探测机器人及其控制方法，属于隧道机器人探测技术领域。它解决了现有机器人在探测过程中的环境识别以及探测工作的稳定性和准确性较差的问题。本隧道探测机器人及其控制方法，包括核心控制模块、运动底盘模块、地质勘测模块、多源感知模块和人机交互模块。本机器人控制方法显著提高探测机器人的时效性、鲁棒性、稳定性和准确性，保证探测机器人智能探测工作的顺利开展，实现了一台具有高探测精度、适应性强、高鲁棒性和具备自主探测能力的多传感器融合的隧道探测机器人系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于隧道机器人探测，特别是一种多传感器融合的隧道探测机器人及其控制方法。

技术介绍

1、目前，自主探测机器人在各个领域中的普及率逐渐提高，自主探测机器人最主要的任务是代替人类对环境进行自主探测，收集环境信息，从而为后期工作提供依据。其中，隧道施工中伴随的地质勘察工作对于隧道施工工作具有重要意义，不仅提供了可靠的安全保证，也提供了施工方向的指导意见。由此，隧道自动探测机器人是隧道勘察机器人领域的研究热点，是解决隧道安全施工问题的重要技术保障。

2、目前在隧道施工中，其环境往往是复杂的非结构化路况，伴随着潮湿、粉尘和光照度低的影响，同时时刻存在着坍塌的风险。无论是对施工还是勘测都存在极大的安全隐患，准确快速的地质勘察工作可以有效降低安全隐患并提高施工效率。对现有的隧道地质勘察工作进行分析发现其存在以下缺陷：

3、第一，大多数隧道地质勘察工作采用人工携带设备进入隧道进行勘测，所携带设备具备重量大、种类多，且依赖人工经验技术，并伴随隧道塌陷风险。

4、第二，已经使用机器人技术的隧道探测依赖人工操控，由人员随行，不具备自本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多传感器融合的隧道探测机器人，其特征在于，包括核心控制模块、运动底盘模块、地质勘测模块、多源感知模块和人机交互模块；

2.根据权利要求1所述的一种多传感器融合的隧道探测机器人，其特征在于，所述核心控制模块包括主控制器和通讯控制板，主控制器选用第十一代智能英特尔酷睿I5处理器，用于处理信息实时发送，通讯控制板选用STM32F407VET6 32位高性能微控制器，主控制器与通讯控制板之间通过UART串口协议实现通信，波特率设置为115200；

3.根据权利要求1或2所述的一种多传感器融合的隧道探测机器人的控制方法，其特征在于，包括以下步骤，

4.根...

【技术特征摘要】

1.一种多传感器融合的隧道探测机器人，其特征在于，包括核心控制模块、运动底盘模块、地质勘测模块、多源感知模块和人机交互模块；

2.根据权利要求1所述的一种多传感器融合的隧道探测机器人，其特征在于，所述核心控制模块包括主控制器和通讯控制板，主控制器选用第十一代智能英特尔酷睿i5处理器，用于处理信息实时发送，通讯控制板选用stm32f407vet6 32位高性能微控制器，主控制器与通讯控制板之间通过uart串口协议实现通信，波特率设置为115200；

3.根据权利要求1或2所述的一种多传感器融合的隧道探测机器人的控制方法，其特征在于，包括以下步骤，

4.根据权利要求3所述的一种多传感器融合的隧道探测机器人的控制方法，其特征在于，在上述的步骤2中，

5.根据权利要求4所述的一种多传感器融合的隧道探测机器人的控制方法，其特征在于，在上述的步骤2.1中，惯性传感器imu的里程计数据与轮式编码器的里程计数据使用卡尔曼滤波融合，系统的状态方程如下所示：

6.根据权利要求3所述的一种多传感器融合的隧道探测机器人的控制方法，其特征在于，在上述步骤3中，先读取slam系统发布的三维稠密点云地图，对点云地图依次进行体素滤波、...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖威，陈辉，张驰，李博，白友良，鲍谈，孙琦，赵博，肖伟，刘建设，
申请(专利权)人：西北核技术研究所，
类型：发明
国别省市：