基于激光雷達(dá)的室內(nèi)外巡檢移動(dòng)機(jī)器人原型設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、伴隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步增長(zhǎng)，越來(lái)越多的巨型企業(yè)廠區(qū)、高新園區(qū)、巨型商場(chǎng)不斷的出現(xiàn)在國(guó)民生活中，然而這些場(chǎng)所對(duì)安全保衛(wèi)工作提出了新的特殊需求。通常情況下這些場(chǎng)所中的安保任務(wù)都是由人類(lèi)保安來(lái)完成，但是隨著巡檢范圍不斷擴(kuò)大，室內(nèi)外混合環(huán)境，用人成本的持續(xù)走高等因素。僅僅依靠人類(lèi)保安已經(jīng)不能滿足日益復(fù)雜化的安保需求。另外在一些危險(xiǎn)的環(huán)境中，人類(lèi)保安也不適合執(zhí)行巡檢工作，比如在變電所廠區(qū)，到處都是高壓電弧，對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)十分的危險(xiǎn)。然而這樣類(lèi)似的場(chǎng)所

2、又關(guān)系到一個(gè)社區(qū)，甚至一個(gè)城市的正常生活，需要時(shí)時(shí)刻刻的安全保衛(wèi)工作。這一切都催生了一種特殊服務(wù)型巡檢移動(dòng)機(jī)器人的出現(xiàn)。本課題的設(shè)計(jì)目標(biāo)就是設(shè)計(jì)一種既能夠在人工控制下執(zhí)行室外巡檢工作任務(wù)，又能夠自主完成室內(nèi)巡檢工作的移動(dòng)機(jī)器人原型解決方案。
　　為了實(shí)現(xiàn)我們的設(shè)計(jì)目標(biāo)，主要完成了以下研究設(shè)計(jì)內(nèi)容。首先，根據(jù)我們的課題目標(biāo)，設(shè)計(jì)制作巡檢移動(dòng)機(jī)器人硬件平臺(tái)。其中包括設(shè)計(jì)制作移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械硬件結(jié)構(gòu)、外圍硬件電路設(shè)計(jì)、傳感器等設(shè)備接口設(shè)計(jì)

3、、開(kāi)發(fā)基于Linux系統(tǒng)的Omap平臺(tái)下的eHRPWM驅(qū)動(dòng)和eQep編碼計(jì)數(shù)器驅(qū)動(dòng)。其次，完成室外環(huán)境中人工控制的移動(dòng)巡檢機(jī)器人系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。主要包括五個(gè)方面的內(nèi)容，第一，基于IVA-HD硬件圖像編碼技術(shù)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)圖像監(jiān)控軟件。第二，基于遙控手柄遠(yuǎn)程遙控巡檢移動(dòng)機(jī)器人執(zhí)行巡檢任務(wù)軟件。第三，基于GPS技術(shù)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)可視化移動(dòng)機(jī)器人位置監(jiān)控軟件。第四，基于Hog特征的人體目標(biāo)檢測(cè)與CamShift目標(biāo)跟蹤算法檢測(cè)外來(lái)人體目標(biāo)并實(shí)時(shí)在

4、PC控制終端跟蹤顯示。第五，基于激光雷達(dá)傳感器檢測(cè)障礙的避免意外碰撞巡檢輔助功能。最后，完成室內(nèi)環(huán)境中自主巡檢移動(dòng)機(jī)器人雛形系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。其中包括如下兩個(gè)方面的內(nèi)容，第一，基于ROS機(jī)器人軟件包處理激光雷達(dá)傳感器數(shù)據(jù)自主構(gòu)建室內(nèi)局部地圖。第二，基于室內(nèi)局部地圖數(shù)據(jù)，在完成巡檢任務(wù)，自主路徑規(guī)劃、自主走出室內(nèi)環(huán)境的軟件與實(shí)現(xiàn)。
　　基于激光雷達(dá)的室內(nèi)外巡檢移動(dòng)機(jī)器人原型完成開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)以后，對(duì)各功能進(jìn)行了驗(yàn)證與測(cè)試，驗(yàn)證結(jié)果表明，