[发明专利]一种基于ROS的机器人巡逻消防系统及其控制方法

权利要求书

1.一种基于ROS的机器人巡逻消防系统，所述机器人巡逻消防系统由客户端控制，其特征在于，包括机器人和服务器端；

所述机器人包括上位机和下位机；所述上位机包括工控机、深度摄像头和激光雷达，所述工控机安装ROS系统；所述下位机包括控制器和传感器模块，所述控制器分别与传感器模块和工控机连接；

所述服务器端分别与工控机和客户端连接；

所述服务器端用于接收客户端上传的导航地图并将导航地图发送到机器人，并实时接收机器人在自动巡逻过程中返回的现场画面和报警信息，然后将接收到的现场画面和报警信息实时传送到客户端；

所述机器人用于通过激光雷达进行定位，然后根据导航地图进行巡逻，并将深度摄像头所拍摄到的现场画面和传感器模块检测到的火情对应的报警信息上传到服务器。

2.根据权利要求1所述的一种基于ROS的机器人巡逻消防系统，其特征在于，所述机器人巡逻消防系统还包括灭火装置，所述灭火装置安装在机器人上并与工控机连接；

所述灭火装置用于在机器人的控制下进行灭火，并在机器人向服务器端发出了灭火请求信息时在服务器端的控制下进行灭火。

3.一种基于ROS的机器人巡逻消防系统的控制方法，用于控制服务器端，其特征在于，包括以下步骤：

接收客户端上传的导航地图并将导航地图发送到机器人；所述导航地图上预先设置了多个巡逻点和相应的巡逻点朝向，所述导航地图用于引导机器人进行自动巡逻；

实时接收机器人在自动巡逻过程中返回的现场画面和报警信息；

将接收到的现场画面和报警信息实时传送到客户端。

4.根据权利要求3所述的一种基于ROS的机器人巡逻消防系统的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

在接收到机器人发出的灭火请求信息时接管对灭火装置的控制权限，从而控制灭火装置进行灭火。

5.一种基于ROS的机器人巡逻消防系统的控制方法，用于控制机器人，其特征在于，包括以下步骤：

获取导航地图；所述导航地图上预先设置了多个巡逻点和相应的巡逻点朝向；

根据当前自身位置信息在导航地图上进行定位；

根据在导航地图上的定位以及各巡逻点和相应的巡逻点朝向，利用路径规划算法规划一条从当前位置出发经过所有巡逻点的最短路径；

按照所述最短路径对各巡逻点进行循环巡逻；

在巡逻过程中实时拍摄现场画面和检测火情，并将拍摄到的现场画面以及在检测到火情之后生成的报警信息对外发送。

6.根据权利要求5所述的一种基于ROS的机器人巡逻消防系统的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

在检测到火情时，控制灭火装置进行灭火；

在判断火情失控时向服务器端发出灭火请求信息，然后在服务器端响应之后将对灭火装置的控制权限移交给服务器。

7.根据权利要求6所述的一种基于ROS的机器人巡逻消防系统的控制方法，其特征在于，通过以下步骤判断火情失控：

在初始检测到火情开始经过预设的时间段后再次进行检测，如果仍然检测到火情，则判断火情失控。

8.根据权利要求5所述的一种基于ROS的机器人巡逻消防系统的控制方法，其特征在于，所述根据当前自身位置信息在导航地图上进行定位这一步骤，具体包括：

获取激光测距数据，根据激光测距数据获得当前自身位置信息；

利用AMCL自适应蒙特卡洛算法对当前自身位置信息和导航地图进行匹配，从而在导航地图上标记出与当前自身位置对应的点。

9.根据权利要求5-8任一项所述的一种基于ROS的机器人巡逻消防系统的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

实时检测巡逻过程中是否遇到障碍物；

在检测到障碍物时针对障碍物进行绕行。

10.根据权利要求9所述的一种基于ROS的机器人巡逻消防系统的控制方法，其特征在于，所述在检测到障碍物时针对障碍物进行绕行这一步骤具体包括：

如果障碍物位于激光雷达的视野范围内，则使用激光雷达对障碍物进行扫描，然后使用ROS系统运行的动态窗口算法根据激光雷达扫描到的数据进行局部路径规划，并根据局部路径规划的结果绕开障碍物；

如果障碍物位于激光雷达的视野范围外，则使用传感器模块对障碍物进行测距，然后使用ROS系统根据传感器的测距数据，控制机器人与障碍物保持固定距离，从而绕开障碍物。