[发明专利]一种室内室外巡检机器人综合系统及巡检机器人导航方法

权利要求书

1.一种室内室外巡检机器人综合系统，其特征在于：包括机器人主体（2）以及位于机器人主体（2）上的巡检系统；

所述巡检系统包括机器人大脑（1）以及与之分别进行信息的传输双目摄像头（3）、惯导（4）、激光雷达（5）、红外激光发射器（6）、红外激光测距仪（7）；

所述双目摄像头（3）固定在机器人主体（2）顶端，红外激光发射器（6）固定在双目摄像头（3）的两个镜头中间；

所述惯导（4）固定在机器人主体（2）中部，所述激光雷达（5）和红外激光测距仪（7）固定在机器人主体（2）下部；

所述机器人大脑（1）通过无线装置与服务器终端（11）进行数据通讯。

2.根据权利要求1所述的一种室内室外巡检机器人综合系统，其特征在于：所述无线装置包括无线网卡（8）和信号中继装置（9）；

所述无线网卡（8）安装在机器人大脑（1）上，所述机器人大脑（1）能够通过无线网卡（8）、信号中继装置（9）与服务器终端（11）进行数通讯。

3.根据权利要求2所述的一种室内室外巡检机器人综合系统，其特征在于：在室内室外均安装有多个信号中继装置（9），且室内室外环境结合部安装一个信号中继装置（9）；

相邻信号中继装置（9）的距离为d,在室内环境80m<d<120m，在室外环境100m<d<150m。

4.根据权利要求1所述的一种室内室外巡检机器人综合系统，其特征在于：所述无线装置包括4G信号接收器（10）；

所述4G信号接收器（10）安装在机器人大脑（1）上，所述机器人大脑（1）能够通过4G信号接收器（10）与服务器终端（11）进行数据通讯。

5.根据权利要求1所述的一种室内室外巡检机器人综合系统，其特征在于：所述机器人大脑（1）配备独立电源、电池保护系统、显示屏、CUP和GPU，并且事先载入巡检机器人三维模型和运动参数；

所述机器人大脑（1）能够自动识别室内室外环境，确定巡检机器人所处环境是室内还是室外。

6.一种基于权利要求1所述的巡检机器人导航方法，其特征在于，该方法为：

巡检机器人判断所处环境是室内环境还是室外环境；

若为室内环境，则使用双目摄像头（3）和惯导（4）融合进行位姿估计和地图构建；当光度<15lux时，使用激光雷达（5）和惯导（4）融合进行位姿估计；

若为室外环境，则使用双目摄像头（3）和惯导（4）融合进行位姿估计和地图构建；当光度<15lux时，仅使用惯导（4）进行轨迹推算，完成导航。

7.根据权利要求6所述的巡检机器人导航方法，其特征在于：使用双目摄像头（3）和惯导（4）融合进行位姿估计和特征点地图构建，在室内环境提取点特征和边特征，在室外环境仅提取点特征。

8.根据权利要求6所述的巡检机器人导航方法，其特征在于：使用双目摄像头（3）和惯导（4）融合进行位姿估计和特征点地图构建，对图像提取关键帧，采用滑动窗口进行位姿优化，使用G2O库进行非线性优化。

9.根据权利要求8所述的巡检机器人导航方法，其特征在于：当巡检机器人主体（2）处于静止状态时，如果双目摄像头（3）中的图像倒数第二帧不是关键帧，则将倒数第二帧的图像移除滑动窗口；如果双目摄像头（3）中的图像倒数第二帧是关键帧，则将滑动窗口中最旧关键帧的位姿移除滑动窗口。

10.根据权利要求8所述的巡检机器人导航方法，其特征在于：服务器终端（11）根据位姿对特征点地图进行拼接和优化，使用DBoW3库进行回环检测进一步优化特征点地图。