本發(fā)明涉及室內(nèi)巡檢機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于電力系統(tǒng)的室內(nèi)巡檢機(jī)器人過(guò)門(mén)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

目前，市面上的應(yīng)用于電力系統(tǒng)的巡檢機(jī)器人，均無(wú)室內(nèi)自動(dòng)開(kāi)啟門(mén)與通過(guò)門(mén)洞的功能，市面上還沒(méi)有應(yīng)用于水電發(fā)電廠房巡檢的機(jī)器人，也沒(méi)有專(zhuān)門(mén)應(yīng)用于室內(nèi)巡檢機(jī)器人開(kāi)啟和過(guò)門(mén)的控制系統(tǒng)。

現(xiàn)有巡檢機(jī)器人很多已經(jīng)包括無(wú)線(xiàn)通訊模塊和超聲波避障器，所以具有無(wú)線(xiàn)通訊和超聲波避障功能，例如應(yīng)用于倉(cāng)庫(kù)的AGV機(jī)器人等，但是，這些現(xiàn)有巡檢機(jī)器人均是按照固定軌道，預(yù)先鋪設(shè)好磁條，或者安裝好色帶等方式，門(mén)洞無(wú)門(mén)，機(jī)器人沿著磁條直接通過(guò)門(mén)洞，無(wú)需開(kāi)啟門(mén)。這種工作方式，如果應(yīng)用于水電廠，門(mén)洞一直保留著一個(gè)機(jī)器人能通過(guò)的洞，使屋內(nèi)設(shè)備以及物品帶來(lái)安全隱患，給水電廠的安全帶來(lái)不利影響；由于門(mén)洞一直敞開(kāi)，容易造成設(shè)備失竊等安全問(wèn)題；同時(shí)，這種預(yù)先鋪設(shè)軌道的作業(yè)方式，工程量大，靈活性不夠，一旦環(huán)境改變，用戶(hù)需求改變，不得不重新假設(shè)路線(xiàn)，重新在墻壁上挖洞。

綜上，現(xiàn)有的電力系統(tǒng)如水電廠一般沒(méi)有室內(nèi)巡檢機(jī)器人，或者即使采用現(xiàn)有巡檢機(jī)器人也不具有自動(dòng)開(kāi)門(mén)及過(guò)門(mén)的功能，所以難以滿(mǎn)足電力系統(tǒng)對(duì)高效巡檢需求的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問(wèn)題而提供一種室內(nèi)巡檢機(jī)器人過(guò)門(mén)系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的：

一種室內(nèi)巡檢機(jī)器人過(guò)門(mén)系統(tǒng)，包括卷簾門(mén)和巡檢機(jī)器人，所述巡檢機(jī)器人包括機(jī)器人控制器、機(jī)器人無(wú)線(xiàn)通訊模塊和避障器，所述機(jī)器人無(wú)線(xiàn)通訊模塊和所述避障器分別與所述機(jī)器人控制器對(duì)應(yīng)連接，所述室內(nèi)巡檢機(jī)器人過(guò)門(mén)系統(tǒng)還包括卷簾門(mén)控制器、卷簾門(mén)電機(jī)、卷簾門(mén)無(wú)線(xiàn)通訊模塊、激光發(fā)射器和激光接收器，所述卷簾門(mén)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與所述卷簾門(mén)的轉(zhuǎn)軸連接，所述卷簾門(mén)電機(jī)的控制輸入端與所述卷簾門(mén)控制器的控制輸出端連接，所述卷簾門(mén)無(wú)線(xiàn)通訊模塊與所述卷簾門(mén)控制器的通訊端連接，所述卷簾門(mén)無(wú)線(xiàn)通訊模塊與所述機(jī)器人無(wú)線(xiàn)通訊模塊之間無(wú)線(xiàn)通訊連接，所述激光發(fā)射器安裝于所述卷簾門(mén)的底部，所述激光接收器安裝于所述巡檢機(jī)器人的前部，所述激光接收器的信號(hào)輸出端與所述機(jī)器人控制器的信號(hào)輸入端連接。

具體地，所述避障器為超聲波避障器。

一種室內(nèi)巡檢機(jī)器人過(guò)門(mén)系統(tǒng)采用的過(guò)門(mén)方法，包括以下步驟：

（1）巡檢機(jī)器人按照后臺(tái)系統(tǒng)給定的路線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)不斷更新自身坐標(biāo)，通過(guò)坐標(biāo)比對(duì)，判斷是否已經(jīng)靠近卷簾門(mén)，當(dāng)靠近卷簾門(mén)時(shí)，啟動(dòng)過(guò)門(mén)模式；

（2） 機(jī)器人控制器與卷簾門(mén)控制器之間通過(guò)機(jī)器人無(wú)線(xiàn)通訊模塊和卷簾門(mén)無(wú)線(xiàn)通訊模塊進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通訊，確保卷簾門(mén)處于完全關(guān)閉狀態(tài)，如果卷簾門(mén)沒(méi)有處于完全關(guān)閉狀態(tài)，則由卷簾門(mén)控制器控制卷簾門(mén)電機(jī)運(yùn)行，帶動(dòng)卷簾門(mén)開(kāi)始關(guān)閉直至完全關(guān)閉；

（3）激光發(fā)射器在卷簾門(mén)控制器的控制下發(fā)射激光，或者，激光發(fā)射器一直保持發(fā)射激光狀態(tài)；

（4）巡檢機(jī)器人通過(guò)機(jī)器人控制器啟動(dòng)激光接收器，接收激光發(fā)射器發(fā)射的激光，激光接收器將激光檢測(cè)信號(hào)傳輸給機(jī)器人控制器；

（5）機(jī)器人控制器根據(jù)激光檢測(cè)信號(hào)修正巡檢機(jī)器人自身位置，直到修正成功；

（6）成功修正位置后，巡檢機(jī)器人開(kāi)始前進(jìn)，同時(shí)，機(jī)器人控制器啟動(dòng)避障器，以避開(kāi)卷簾門(mén)門(mén)框或其它障礙物，同時(shí)，機(jī)器人控制器向卷簾門(mén)控制器發(fā)送開(kāi)門(mén)指令；

（7）卷簾門(mén)控制器通過(guò)卷簾門(mén)無(wú)線(xiàn)通訊模塊接收到開(kāi)門(mén)指令后，控制卷簾門(mén)電機(jī)運(yùn)行，帶動(dòng)卷簾門(mén)開(kāi)始開(kāi)啟直至達(dá)到巡檢機(jī)器人通過(guò)所需高度；

（8）巡檢機(jī)器人通過(guò)卷簾門(mén)，并通過(guò)避障器檢測(cè)巡檢機(jī)器人是否已經(jīng)通過(guò)卷簾門(mén)，在完全通過(guò)后，巡檢機(jī)器人繼續(xù)前進(jìn)，同時(shí)，機(jī)器人控制器向卷簾門(mén)控制器發(fā)送關(guān)門(mén)指令；

（9）卷簾門(mén)控制器接收到關(guān)門(mén)指令后，控制卷簾門(mén)電機(jī)運(yùn)行，帶動(dòng)卷簾門(mén)開(kāi)始關(guān)閉直至完全關(guān)閉，結(jié)束。

作為優(yōu)選，所述步驟（5）中，機(jī)器人控制器修正巡檢機(jī)器人自身位置的方法包括以下步驟：

（5.1）機(jī)器人控制器獲取巡檢機(jī)器人當(dāng)前坐標(biāo)（X,Y,Z）；

（5.2）機(jī)器人控制器將巡檢機(jī)器人當(dāng)前坐標(biāo)（X,Y,Z）與目標(biāo)坐標(biāo)（X0,Y0,Z0）進(jìn)行比較，設(shè)定誤差范圍為a，如果（X,Y,Z）在（X0±a, Y0±a, Z0±a）的范圍內(nèi)，則判斷巡檢機(jī)器人已經(jīng)到達(dá)目標(biāo)位置，否則，需要修正自身位置；

（5.3）如果判斷X0-a>X||Y0-a>Y||Z0-a >Z為真，則通過(guò)計(jì)算機(jī)器人運(yùn)動(dòng)角度Φ，通過(guò)計(jì)算機(jī)器人運(yùn)動(dòng)距離S，機(jī)器人控制器控制巡檢機(jī)器人沿著X周正方向以角度Φ運(yùn)動(dòng)，同時(shí)繼續(xù)判斷X0-a>X||Y0-a>Y||Z0-a >Z是否為真，直到判斷不為真為止；如果判斷X0-a<X||Y0-a<Y||Z0-a <Z為真，則通過(guò)計(jì)算機(jī)器人運(yùn)動(dòng)角度360-Φ，通過(guò)計(jì)算機(jī)器人運(yùn)動(dòng)距離S，機(jī)器人控制器控制巡檢機(jī)器人沿著X周正方向以角度360-Φ運(yùn)動(dòng)，同時(shí)繼續(xù)判斷X0-a<X||Y0-a<Y||Z0-a <Z是否為真，直到判斷不為真為止。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明通過(guò)機(jī)器人控制器和卷簾門(mén)控制器之間的無(wú)線(xiàn)通訊，分別對(duì)巡檢機(jī)器人和卷簾門(mén)的位置或狀態(tài)進(jìn)行對(duì)應(yīng)控制，實(shí)現(xiàn)了巡檢機(jī)器人在經(jīng)過(guò)卷簾門(mén)之間自動(dòng)判斷和修正自身位置、自動(dòng)控制卷簾門(mén)開(kāi)啟、通過(guò)后自動(dòng)控制卷簾門(mén)關(guān)閉的自動(dòng)化控制功能，可以實(shí)現(xiàn)巡檢機(jī)器人在不同廠房之間自由巡檢，保證了房間的防盜安全性，避免在房間上開(kāi)鑿開(kāi)放式的門(mén)洞，解決了人工干預(yù)巡檢機(jī)器人的過(guò)門(mén)問(wèn)題，尤其適用于水電廠等電力系統(tǒng)單位。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所述室內(nèi)巡檢機(jī)器人過(guò)門(mén)系統(tǒng)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明所述巡檢機(jī)器人的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

如圖1和圖2所示，本發(fā)明所述室內(nèi)巡檢機(jī)器人過(guò)門(mén)系統(tǒng)包括卷簾門(mén)6、卷簾門(mén)控制器2、卷簾門(mén)電機(jī)1、卷簾門(mén)無(wú)線(xiàn)通訊模塊3、激光發(fā)射器7、激光接收器8和巡檢機(jī)器人9，巡檢機(jī)器人9包括機(jī)器人控制器（是常規(guī)結(jié)構(gòu)，圖中未示）、機(jī)器人無(wú)線(xiàn)通訊模塊10和超聲波避障器11，機(jī)器人無(wú)線(xiàn)通訊模塊10和避障器11分別與所述機(jī)器人控制器對(duì)應(yīng)連接，卷簾門(mén)電機(jī)1的轉(zhuǎn)軸與卷簾門(mén)6的轉(zhuǎn)軸4連接，卷簾門(mén)電機(jī)1的控制輸入端與卷簾門(mén)控制器2的控制輸出端連接，卷簾門(mén)無(wú)線(xiàn)通訊模塊3與卷簾門(mén)控制器2的通訊端連接，卷簾門(mén)無(wú)線(xiàn)通訊模塊3與機(jī)器人無(wú)線(xiàn)通訊模塊10之間無(wú)線(xiàn)通訊連接，激光發(fā)射器7安裝于卷簾門(mén)6的底部，激光接收器8安裝于巡檢機(jī)器人9的前部，激光接收器8的信號(hào)輸出端與所述機(jī)器人控制器的信號(hào)輸入端連接。卷簾門(mén)控制器2、卷簾門(mén)電機(jī)1、卷簾門(mén)無(wú)線(xiàn)通訊模塊3均至于同一控制盒內(nèi)；超聲波避障器11安裝在巡檢機(jī)器人9的前底部，兩側(cè)各安裝1個(gè)，其超聲探頭使用40KHz頻率防水傳感器。

上述結(jié)構(gòu)中，卷簾門(mén)無(wú)線(xiàn)通訊模塊3和機(jī)器人無(wú)線(xiàn)通訊模塊10使用nRF24L01, nRF24L01是工作在2.4GHz~2.5GHz的ISM 頻段的單片無(wú)線(xiàn)收發(fā)器芯片，2.4GHz是全球開(kāi)放的ISM 頻段，包括頻率發(fā)生器、增強(qiáng)型SchockBurstTM 模式控制器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器、解調(diào)器，輸出功率、頻道選擇和協(xié)議的設(shè)置可以通過(guò)SPI 接口進(jìn)行設(shè)置。機(jī)器人控制器通過(guò)SPI接口，控制機(jī)器人無(wú)線(xiàn)通訊模塊10的數(shù)據(jù)發(fā)送與接收。激光發(fā)射器7采用 650nm 紅光可視激光器，在激光指示、條碼掃描、POS機(jī)方面的應(yīng)用非常廣泛，具有低電流、高效率、高穩(wěn)定性的特點(diǎn)。

結(jié)合圖1和圖2，本發(fā)明所述室內(nèi)巡檢機(jī)器人過(guò)門(mén)系統(tǒng)采用的過(guò)門(mén)方法，包括以下步驟：

（1）巡檢機(jī)器人9按照后臺(tái)系統(tǒng)給定的路線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)不斷更新自身坐標(biāo)，通過(guò)坐標(biāo)比對(duì)，判斷是否已經(jīng)靠近卷簾門(mén)6，當(dāng)靠近卷簾門(mén)6時(shí)，啟動(dòng)過(guò)門(mén)模式；本步驟為現(xiàn)有常規(guī)方法，本申請(qǐng)的方法創(chuàng)新主要就是下述步驟體現(xiàn)的“過(guò)門(mén)模式”的內(nèi)容；包括巡檢機(jī)器人9的機(jī)器人系統(tǒng)在上位機(jī)中建立起一套坐標(biāo)系統(tǒng)，坐標(biāo)是先前確定好的，巡檢機(jī)器人9通過(guò)機(jī)器人無(wú)線(xiàn)通訊模塊10與自身定位模塊，從上位機(jī)地圖中獲得自身的坐標(biāo)(X,Y,X)，這些都是現(xiàn)有的常規(guī)技術(shù)可以輕松實(shí)現(xiàn)的；

（2）機(jī)器人控制器與卷簾門(mén)控制器2之間通過(guò)機(jī)器人無(wú)線(xiàn)通訊模塊10和卷簾門(mén)無(wú)線(xiàn)通訊模塊3進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通訊，確保卷簾門(mén)6處于完全關(guān)閉狀態(tài)，如果卷簾門(mén)6沒(méi)有處于完全關(guān)閉狀態(tài)，則由卷簾門(mén)控制器2控制卷簾門(mén)電機(jī)1運(yùn)行，帶動(dòng)卷簾門(mén)6開(kāi)始關(guān)閉直至完全關(guān)閉；

（3）激光發(fā)射器7在卷簾門(mén)控制器2的控制下發(fā)射激光，或者，激光發(fā)射器7一直保持發(fā)射激光狀態(tài)；

（4）巡檢機(jī)器人9通過(guò)機(jī)器人控制器啟動(dòng)激光接收器8，接收激光發(fā)射器7發(fā)射的激光，激光接收器8將激光檢測(cè)信號(hào)傳輸給機(jī)器人控制器；

（5）機(jī)器人控制器根據(jù)激光檢測(cè)信號(hào)修正巡檢機(jī)器人9的自身位置，直到修正成功；修正方法包括以下步驟：

（5.1）機(jī)器人控制器獲取巡檢機(jī)器人當(dāng)前坐標(biāo)（X,Y,Z）；

（5.2）機(jī)器人控制器將巡檢機(jī)器人當(dāng)前坐標(biāo)（X,Y,Z）與目標(biāo)坐標(biāo)（X0,Y0,Z0）進(jìn)行比較，設(shè)定誤差范圍為a，如果（X,Y,Z）在（X0±a, Y0±a, Z0±a）的范圍內(nèi)，則判斷巡檢機(jī)器人已經(jīng)到達(dá)目標(biāo)位置，否則，需要修正自身位置；

（5.3）如果判斷X0-a>X||Y0-a>Y||Z0-a >Z為真，則通過(guò) 計(jì)算機(jī)器人運(yùn)動(dòng)角度Φ，通過(guò) 計(jì)算機(jī)器人運(yùn)動(dòng)距離S，機(jī)器人控制器控制巡檢機(jī)器人沿著X周正方向以角度Φ運(yùn)動(dòng)，同時(shí)繼續(xù)判斷X0-a>X||Y0-a>Y||Z0-a >Z是否為真，直到判斷不為真為止；如果判斷X0-a<X||Y0-a<Y||Z0-a <Z為真，則通過(guò) 計(jì)算機(jī)器人運(yùn)動(dòng)角度360-Φ，通過(guò) 計(jì)算機(jī)器人運(yùn)動(dòng)距離S，機(jī)器人控制器控制巡檢機(jī)器人沿著X周正方向以角度360-Φ運(yùn)動(dòng)，同時(shí)繼續(xù)判斷X0-a<X||Y0-a<Y||Z0-a <Z是否為真，直到判斷不為真為止；

（6）成功修正位置后，巡檢機(jī)器人9開(kāi)始前進(jìn)，同時(shí)，機(jī)器人控制器啟動(dòng)超聲波避障器11，以避開(kāi)卷簾門(mén)門(mén)框5或其它障礙物，同時(shí)，機(jī)器人控制器向卷簾門(mén)控制器2發(fā)送開(kāi)門(mén)指令；

（7）卷簾門(mén)控制器2通過(guò)卷簾門(mén)無(wú)線(xiàn)通訊模塊3接收到開(kāi)門(mén)指令后，控制卷簾門(mén)電機(jī)1運(yùn)行，帶動(dòng)卷簾門(mén)6開(kāi)始開(kāi)啟直至達(dá)到巡檢機(jī)器人9通過(guò)所需高度；

（8）巡檢機(jī)器人9通過(guò)卷簾門(mén)6，并通過(guò)超聲波避障器11檢測(cè)巡檢機(jī)器人9是否已經(jīng)通過(guò)卷簾門(mén)6，在完全通過(guò)后，巡檢機(jī)器人9繼續(xù)前進(jìn)，同時(shí)，機(jī)器人控制器向卷簾門(mén)控制器2發(fā)送關(guān)門(mén)指令；

（9）卷簾門(mén)控制器2接收到關(guān)門(mén)指令后，控制卷簾門(mén)電機(jī)1運(yùn)行，帶動(dòng)卷簾門(mén)6開(kāi)始關(guān)閉直至完全關(guān)閉，結(jié)束。

上述實(shí)施例只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制，只要是不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)即可在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案，均應(yīng)視為落入本發(fā)明專(zhuān)利的權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)。