[发明专利]应用于旅客列车的智慧车厢消毒机器人

权利要求书

1.一种应用于旅客列车的智慧车厢消毒机器人，其特征在于，所述消毒机器人包括自动导航系统、伺服及控制系统和人机交互系统；

所述自动导航系统包括视觉惯性单元和工控机，所述工控机通过USB接口采集所述视觉惯性单元的视频图像数据及惯性数据，并将通过视觉惯性里程计算法在工控机进行数据融合，以便所述工控机根据所述定位信息对所述消毒机器人进行自动导航；

所述伺服及控制系统包括微控制器、超声波雾化病毒消杀模块和电机驱动，所述微控制器通过串口接收所述工控机发送的运动控制指令，并根据所述运动控制指令控制所述电机驱动，以通过所述电机驱动控制所述消毒机器人进行运动，所述超声波雾化病毒消杀模块用于对车厢进行空气消毒；

所述人机交互系统用于获取用户交互指令，并将所述用户交互指令发送给工控机，以便所述工控机根据所述用户交互指令对消毒机器人进行控制。

2.如权利要求1所述的应用于旅客列车的智慧车厢消毒机器人，其特征在于，所述视觉惯性单元包括惯性测量模块和双目摄像头模块，所述惯性测量模块用于获取所述消毒机器人运动过程中的加速度和角速度，所述双目摄像头模块用于获取相应的视频图像数据，并通过所述工控机提取图像的特征点信息；所述工控机融合所述消毒机器人运动过程中的加速度、角速度、视频图像数据以及特征点信息获得定位信息；

所述双目摄像头通过目标识别算法对所述视频图像数据进行目标识别，以获取相应的车厢特征信息，以进一步辅助消毒机器人在语义级别进行定位。

3.如权利要求1所述的应用于旅客列车的智慧车厢消毒机器人，其特征在于，工控机根据所述定位信息对所述消毒机器人进行自动导航，包括：

所述工控机对所述消毒机器人运动过程中的加速度和角速度、相应的视频图像数据进行融合以获得消毒机器人的位置信息，并根据所述位置信息进行导航和避障；

其中，所述工控机采用障碍物膨胀法改进的动态窗算法控制所述消毒机器人进行避障，以使所述的消毒机器人在狭小的列车车厢通道运动，并通过目标识别算法对所述视频图像数据进行图像识别，以获取相应的车厢特征信息，以及根据所述车厢特征信息对所述消毒机器人进行导航；

所述双目摄像头通过对车厢号识别、座椅识别，重点消毒部位识别，动态行人识别，结合获得的双目摄像头获得的深度，在进行目标识别的同时，判断目标与机器人的距离，为避障提供距离信息。

4.如权利要求1所述的应用于旅客列车的智慧车厢消毒机器人，其特征在于，所述伺服及控制系统还包括云台模块，所述云台模块与所述微控制器连接，所述云台模块用于获取所述微控制器发送的旋转指令，并根据所述旋转指令转动至相应工位，以及在相应工位对特定消毒部位进行自动喷洒消毒。

5.如权利要求1所述的应用于旅客列车的智慧车厢消毒机器人，其特征在于，所述伺服及控制系统还包括传感器模块和灯光警示模块，所述传感器模块和所述灯光警示模块分别和所述微控制器连接，所述传感器模块用于获取车厢内的环境信息，并将所述车厢内的环境信息发送给所述微控制器，所述灯光警示模块用于进行灯光示警。

6.如权利要求1所述的应用于旅客列车的智慧车厢消毒机器人，其特征在于，所述超声波雾化病毒消杀模块包括三点式振荡电路、离心风扇和干簧管磁控开关，所述三点式振荡电路采用PWM信号进行控制，以对消毒液进行雾化，所述离心风扇用于对雾化后的消毒喷雾进行鼓风，所述干簧管磁控开关用于对所述超声波雾化病毒消杀模块进行防干烧控制。

7.如权利要求1所述的应用于旅客列车的智慧车厢消毒机器人，其特征在于，还包括远程控制模块，所述远程控制模块可与所述人机交互系统进行无线通信连接，并通过所述无线通信连接向所述人机交互系统发送控制信令。