[发明专利]一种安防机器人

权利要求书

1.一种安防机器人，其特征在于，所述安防机器人采用前轮转向、后轮驱动的结构形式并通过多传感器数据融合的定位方法进行运动；所述多传感器数据融合的定位方法的定位步骤如下：

步骤一：将双目相机和激光雷达联合标定，得到双目相机的内参、外参以及双目相机相对于激光雷达的旋转和平移阵以纠正双目相机的畸变偏差；

步骤二：激光雷达、双目相机和差分GPS同时采集机器人外部的二维环境信息、三维环境信息及位姿信息并传递给工控机，分别建立完整的离线二维环境栅格地图、离线三维特征环境信息及离线环境位姿信息；

步骤三：工控机对离线二维环境栅格地图和离线三维特征环境信息进行映射匹配处理，得到激光雷达和双目相机的匹配关系K₁；工控机对离线三维特征环境信息和离线环境位姿信息进行映射匹配处理，得到差分GPS和双目相机的匹配关系K₂；

步骤四：将激光雷达扫描的实时二维环境信息S₁传递给工控机，工控机利用激光雷达和双目相机的匹配关系K₁对实时二维环境信息S₁进行处理，得到第一关键帧位姿信息S₁′；

将差分GPS获取的机器人实时位姿信息S₂传递给工控机，工控机利用差分GPS和双目相机的匹配关系K₂对机器人实时位姿信息S₂进行处理，得到第二关键帧位姿信息S₂′；

将双目相机扫描的实时三维环境信息S₃传递给工控机；

步骤五：通过卡尔曼滤波算法对第一关键帧位姿信息S₁′和第二关键帧位姿信息S₂′进行融合筛选得到姿态信息S₄，再将姿态信息S₄与实时三维环境信息S₃进行加权处理，得到机器人的当前定位姿态信息S；

所述前轮转向、后轮驱动的结构形式包括：车架(17)、前轮组件、后轮组件和转向机构；所示车架(17)位于前轮组件和后轮组件之间，所述前轮组件和后轮组件分别支撑在车架(17)的前端和后端，所述转向机构安装在车架(17)的下表面；

所述前轮组件、后轮组件和转向机构的位置布置符合阿克曼转角理论；

所述前轮组件包括左右对称设置的左前轮组件和右前轮组件，其中所述左前轮组件包括：左前轮(1)、左前轮转向节臂(4)、左前轮上臂(7)和左前轮下臂(9)；所述左前轮转向节臂(4)一端通过连接板(3)与左前轮(1)的轮毂相连，另一端的上部通过上球头(5)与左前轮上臂(7)的一端相连，下部通过下球头(8)与左前轮下臂(9)的一端相连；所述左前轮上臂(7)和左前轮下臂(9)的另一端分别与车架(17)相连；

所述后轮组件包括左右对称设置的左后轮组件和右后轮组件，其中所述左后轮组件包括：左后轮(25)、左后轮上臂(18)、左后轮下臂(19)和左后轮驱动电机(24)；所述左后轮驱动电机(24)的动力输出轴通过连接套(20)与左后轮(25)的轮毂相连，为所述左后轮(25)提供动力；立板(23)与套装在所述连接套(20)外的轴承(22)的轴承座(21)相连；所述立板(23)的上端与左后轮上臂(18)的一端相连，下端与左后轮下臂(19)的一端相连；所述左后轮上臂(18)和左后轮下臂(19)的另一端分别与车架(17)相连；

所述转向机构包括：两个转向万向节(11)、两个调节杆(12)、转向器(13)和转向电机(15)；所述转向电机(15)安装在车架(17)上，转向电机(15)的动力通过传动套(14)传递至固定在车架(17)上的转向器(13)；所述转向器(13)的左端依次通过调节杆(12)和转向万向节(11)与所述左前轮组件中的左前轮转向节臂相连，右端依次通过另一个调节杆(12)和另一个转向万向节(11)与右前轮组件中的右前轮转向节臂相连。

2.如权利要求1所述的安防机器人，其特征在于，在左前轮下臂与所述车架之间设置左前轮减震器，右前轮下臂与所述车架之间设置右前轮减震器；

在左后轮下臂与所述车架之间设置了左后轮减震器，在右后轮下臂与所述车架之间设置右后轮减震器。