[发明专利]远程探测机器人

说明书

本发明提供了一种远程探测机器人，包括：传感器组、激光雷达、控制模块、Zigbee无线通信模块；其中，传感器组与控制模块通信连接，用于采集物理环境信息；激光雷达与控制模块通信连接，用于采集环境的三维点云数据；控制模块，用于根据三维点云数据生成栅格地图，存储和处理物理环境信息，以及根据用户的控制指令进行自主导航；Zigbee无线通信模块与控制模块通信连接，用于将栅格地图、物理环境信息发送给远程的终端界面，以及将用户的控制指令发送给控制模块。从而实现采集的物理环境信息的同时，建立栅格地图、进行自主导航的目的，并可以通过Zigbee无线通信模块把信息传输给远程的终端界面，操作简单，提高了工作效率。

技术领域

本发明涉及远程无线探测技术领域，具体地，涉及一种远程探测机器人。

背景技术

对于未知环境的信息获取方法一直是探测技术领域的热门方向。传统的方法一般来说，是由操作人员组成团队进行实地测量，这样会耗费大量的人力资源。当地震发生之后，现场的地表结构遭到了严重的破坏，并且有可能会发生余震，因此目标区域的道路情况复杂，卫生条件较差，工作人员不易实地进行探测。但由于地震发生之后必须在短时间内了解地震区域的现场情况，包括目标区域的地形结构的改变、现场的温湿度、有毒气体浓度等。当环境光照强度较弱的时候，深度相机不能很好的呈现地图环境，现阶段来说并没有较为良好的解决方案。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种远程探测机器人。

第一方面，本发明实施例提供一种远程探测机器人，包括：传感器组、激光雷达、控制模块、Zigbee无线通信模块；其中，所述传感器组与所述控制模块通信连接，用于采集物理环境信息；所述激光雷达与所述控制模块通信连接，用于采集环境的三维点云数据；所述控制模块，用于根据所述三维点云数据生成栅格地图，存储和处理所述物理环境信息，以及根据用户的控制指令进行自主导航；所述Zigbee无线通信模块与所述控制模块通信连接，用于将所述栅格地图、物理环境信息发送给远程的终端界面，以及将用户的控制指令发送给所述控制模块。

可选地，所述传感器组，包括：MQ2有毒气体传感器、DS18B20温度传感器、DHT11湿度传感器、光敏传感器。

可选地，所述物理环境信息，包括：有毒气体浓度、温湿度、光照强度。

可选地，所述激光雷达装载于组装的远程探测机器人的顶端。

可选地，所述控制模块，包括：核心控制子模块、底层驱动控制子模块；其中，所述核心控制子模块采用树莓派3B主控板，并写入linux版本的16.04 Ubuntu with roskinetic操作系统；所述底层驱动控制子模块采用STM32F407底层驱动板。

可选地，还包括：可充电锂电池组、驱动电机、万向轮。

可选地，采用改进的粒子滤波激光SLAM算法估计机器人的位姿信息。

可选地，所述改进的粒子滤波激光SLAM算法中机器人的位姿信息估计公式如下：

其中，为t时刻第i个粒子的位姿，x_t为t时刻机器人的位姿；p(z_t|x_t，m)为已知t时刻机器人位姿和地图数据的情况下机器人的状态分布；z_t为t时刻机器人的状态，m为地图数据，为已知t时刻的里程计观测值和t-1时刻第i个粒子的位姿，u_t为t时刻里程计观测值，为t-1时刻第i个粒子的位姿，表示求最优机器人位姿概率分布运算。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：