一種城市地下軌道檢測的智能機器人巡檢系統技術方案

該系統包括移動本體系統1，基站系統2，通信網絡系統3以及控制器。移動本體系統1是整個系統的移動和信息采集控制載體，包括移動通信系統11，移動本體主機12，移動運動控制系統13和導航定位系統14，信息檢測系統15，視覺處埋系統16。11與3無線通信;12與11連接，通過12可預先在城市軌道附近設定好機器人的行走路線以及要檢測設備的標志點。13和14連接在12上，13用于控制1進行運動。14將移動體的位置及導航信息通過12處理后由3實時傳輸到2，在2內的電子地圖上實時動態地跟蹤目標和顯示地理方位;15與無線通信子系統連接，將信號檢測子系統檢測到的各種信息進行采集和處理，并通過3傳輸給2。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】該系統包括移動本體系統1，基站系統2，通信網絡系統3以及控制器。移動本體系統1是整個系統的移動和信息采集控制載體，包括移動通信系統11，移動本體主機12，移動運動控制系統13和導航定位系統14，信息檢測系統15，視覺處埋系統16。11與3無線通信;12與11連接，通過12可預先在城市軌道附近設定好機器人的行走路線以及要檢測設備的標志點。13和14連接在12上，13用于控制1進行運動。14將移動體的位置及導航信息通過12處理后由3實時傳輸到2，在2內的電子地圖上實時動態地跟蹤目標和顯示地理方位;15與無線通信子系統連接，將信號檢測子系統檢測到的各種信息進行采集和處理，并通過3傳輸給2。【專利說明】-種城市地下軌道檢測的智能機器人巡檢系統
本專利技術涉及一種工業用移動機器人系統，特別用于城市地下軌道檢測的智能機器 人巡檢系統。
技術介紹
傳統的市地下軌道巡檢工作主要由工作人員來完成，對于夜間巡檢的城市地下 軌道，會加大工作人員的勞動強度。巡檢工作是一件非常困難的工作，尤其對線路較長、 環境較惡劣的城市地下軌道，需要耗費大量的人力和時間；同時對于無人巡檢或少人巡 檢的地下軌道，當電氣設備故障時的應急指揮調度難度也非常大。因此運用智能機器人 系統在一定程度上代替人工對地下軌道實行自動巡檢，將成為地下軌道巡檢的發展趨勢。
技術實現思路
本專利技術克服了上述技術的不足，提供了一種可以在城市軌道環境中工作，代替軌 道巡檢人員，能完成城市軌道設備安全檢測的智能機器人巡檢系統，該系統既降低了城市 軌道的運營成本，提高了巡檢工作的準確性。同時消除了人身安全隱患。 為實現上述目的，本專利技術采用了下列技術方案： 一種城市地下軌道檢測的智能機器人巡檢系統，包括有移動本體系統1，基站系統2， 連接它們之間的通信網絡系統3,以及控制移動本體系統工作的控制器。 所述移動本體系統1是整個機器人系統的移動載體和信息采集控制載體，包括移 動通信系統11，移動本體主機12,移動運動控制系統13和導航定位系統14,信息檢測系統 15,視覺處埋系統16。 移動通信系統11與通信網絡系統3無線通信；移動本體主機12與移動通信系統 11連接，通過移動本體主機12可預先在城市軌道附近設定好機器人的行走路線以及要檢 測設備 的標志點。移動運動控制系統13和導航定位系統14連接在移動本體主機12上移動 運動控制系統13用于控制整個移動本體系統1進行運動，所述導航定位系統14將移動體 的位置及導航信息通過移動本體主機12處理后由通信網絡系統3實時傳輸到基站系統2， 在基站系統2內的電子地圖上實時動態地跟蹤目標和顯示地理方一位；信息檢測系統15 與無線通信子系統且連接，所述信號檢測子系統對城市軌道設備及電氣設備外觀圖像、內 部溫度以及工作超聲波信息進行采集和處理，并通過通信網絡系統3傳輸給基站系統2。 本專利技術的有益效果是：本系統既降低了城市軌道的運營成本，提高了巡檢下作的 準確性。同時，消除了人員檢測的勞動強度，實現了遠程實時監測、監控、監視和報警的有機 結合。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1為本專利技術的結構圖。 圖2為本專利技術的工作流程圖。 【具體實施方式】 參見圖1，一種城市地下軌道檢測的智能機器人巡檢系統，包括有移動本體系統 1，基站系統2,連接它們之間的通信網絡系統3,以及控制移動本體系統工作的控制器。。 所述移動本體系統1是整個機器人系統的移動載體和信息采集控制載體，包括移 動通信系統11，移動本體主機12,移動運動控制系統13和導航定位系統14,信息檢測系統 15,視覺處埋系統16。 移動通信系統11與通信網絡系統3無線通信；移動本體主機12與移動通信系統 11連接，通過移動本體主機12可預先在城市軌道附近設定好機器人的行走路線以及要檢 測設備 的標志點。移動運動控制系統13和導航定位系統14連接在移動本體主機12上移動 運動控制系統13用于控制整個移動本體系統1進行運動，所述導航定位系統14將移動體 的位置及導航信息通過移動本體主機12處理后由通信網絡系統3實時傳輸到基站系統2， 在基站系統2內的電子地圖上實時動態地跟蹤目標和顯示地理方一位；信息檢測系統15 與無線通信子系統且連接，所述信號檢測子系統對城市軌道設備及電氣設備外觀圖像、內 部溫度以及工作超聲波信息進行采集和處理，并通過通信網絡系統3傳輸給基站系統2。 所述移動運動控制系統13包括順次連接的控制主板，運動控制卡，電機驅動器， 驅 動電機，所述控制主板與移動本體主機12連接。移動本體系統1上裝有兩前輪，兩個 前輪由驅動電機驅動兩后輪作為從動輪。移動本體系統1底盤高于20cm，設有一定前傾角， 同時高度大于60cm以確保內部有足夠空間裝載設備。為了實現良好的防震性能，移動本體 系統1還將采用以彈簧為主的柔性支撐系統。控制主板依據移動本體主機12規劃路徑執 行巡檢，并上傳移動體運動狀態，主要負責移動本體在巡檢過程中的運動、行為控制。運動 控制子系統采用慣性導航（INS)與差分GPS (DGPS)數據融合的方法進行精確定位。并將 移動本體的位置及導航信息通過通信網絡系統3實時傳輸到基站系統2,在電子地圖上進 行存儲、處理、顯示等，可實現導航信息在地圖上的可視化、一體化和集成化，能夠在地圖上 實時動態地跟蹤目標和顯示地理方位。 本專利技術采用圖層化的方法進行電子地圖的建立和管理。結合實際環境，將道路，節 點，檢測點，軌道，電氣設備分別定義在不同的圖層中，以數據庫的形式保存坐標等信息，便 于對節點和檢測點的提取。 所述信息檢測系統15包括紅外熱像儀、可見光(XD攝像機、超聲波檢測儀，該系統 可以完成變城市軌道中軌道系統及其電氣設備的外觀圖像、內部溫度以及工作噪音等信息 的采集和處理，最終將檢測數據通過移動通信系統11傳送到基站系統2。 所述通信網絡系統3是移動本體系統1和基站系統2之間進行信息交互的平臺。 為方便機器人的移動不受線路的限制，通常利用無線網絡建立巡檢機器人和基站之問的數 據通訊。一臺巡檢機器人需要實時傳輸2路視頻圖像、1路音頻對講和1路數據信號，其中 2路視頻圖像分別為紅外熱成像儀圖像和視頻監控圖像。無線局域網由若干個大功率無線 AP構成，P均加接朝向城市軌道中心位置的14DB高增益定向天線，并分布在地下軌道的各 個拐角處，無線AP之間再通過線纜組成一個整體，最終將無線信弓覆蓋于整個城市軌道環 境，形成一張高強度信號的無線"網"。無線局域網再通過線纜連至中央控制室。這種方式 構建的無線局域網相當于把現有的有線網絡通過無線的方式延伸至城市軌道的每個角落， 工作無線局域網覆蓋范圍內的巡檢機器人再通過自身的無線AP實現與無線局域網之間的 數據傳輸。 所述基站系統2包括監控主機和視頻服務器，基站主要完成對移動體有效的監 視、控 制和管理。基站提供了基于多線程和事件驅動機制的實時人機交互界面。功能主要包 括顯 示機器人位置、現場視頻、機器人運行等信息；同時還負責將監控人員對移動本體的 控制指令傳輸給移動本體；以及通過數據庫技術，建立城市綜合數據管理系統與軌道設備 故障專家數據庫，并與移動本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種城市地下軌道檢測的智能機器人巡檢系統，包括有移動本體系統1，基站系統2，連接它們之間的通信網絡系統3，以及控制移動本體系統工作的控制器。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：付秀琢，高立營，張紅霞，
申請(專利權)人：山東輕工業學院，
類型：發明
國別省市：山東;37