[发明专利]基于RTK北斗和激光雷达的巡检机器人导航系统及方法

权利要求书

1.一种基于RTK北斗和激光雷达的巡检机器人导航系统，其特征在于，包括采用无线路由组网通信的机器人移动站和后台管理服务器，所述机器人移动站包括机器人机体以及设置于机器人机体上的控制模块、定位导航模块、无线通信模块和电源管理模块，所述控制模块分别连接定位导航模块、无线通信模块和电源管理模块，所述定位导航模块包括激光雷达和RTK/SINS单元。

2.根据权利要求1所述的基于RTK北斗和激光雷达的巡检机器人导航系统，其特征在于，所述控制模块包括通过串口通信连接的工控机和Cortex-M3内核控制芯片，所述工控机分别连接激光雷达和RTK/SINS单元，所述Cortex-M3内核控制芯片连接无线通信模块。

3.根据权利要求1所述的基于RTK北斗和激光雷达的巡检机器人导航系统，其特征在于，所述RTK/SINS单元包括定位天线和测向天线，所述定位天线和测向天线间的距离大于1m。

4.一种利用如权利要求1所述的巡检机器人导航系统实现全局和局部结合导航的方法，其特征在于，该方法通过构建的全局地图与局部地图相结合的导航地图实现导航，具体为：

获取RTK/SINS单元的输出数据，进行卡尔曼滤波，融合输出所述机器人移动站的状态参数，基于该状态参数和全局地图采用预瞄PID控制策略实现全局导航控制；根据RTK/SINS单元输出的惯导数据、激光雷达采集的数据以及局部地图，采用人工势场法实现局部避障控制，并实时更新局部地图。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述全局地图的构建具体为：

机器人移动站接收遥控指令，沿待巡检指定轨道运行，RTK/SINS单元实时记录路径定位数据，形成全局地图。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述局部地图的构建具体为：

获取激光雷达数据，对该激光雷达数据进行中值滤波，获得障碍物离散数据点，设定一最短距离作为聚类的阈值距离，根据该阈值距离对所述障碍物离散数据点进行聚类，获得多个簇，对各个簇进行曲线拟合，得到障碍物边缘离散点，形成局部地图；

进行聚类时，删除数据点数目小于设定的聚类数目阈值的簇。