可扩展化多模块检测机器人

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可扩展化多模块检测机器人雷达机械视觉工业控制机器人 ——可扩展化多模块检测机器人，雷达机械视觉工业控制机器人，是针对现在工业生产中传统人工巡检方法时间长、成本高、效率和准确性差以及生产过程中无法实时了解车间生产状况的现状和对于一般联网式检测有毒气体模块费用高昂且易老化等问题所设计的一款用于工业巡检的机器人。本巡检机器人主要原理为通过机械视觉和激光雷达两种导航方式指导系统进行刹车或减速的指令，使用“工控机+电脑”作为上位机，使用 Arduino Mega2560 作为运动控制模块，结合驱动电机、Kinect2.0 和激光雷达作为下位机，上位机完成信息的采集、保存和传输，下位机接收上位机的指示，完成机器人的运动控制和自主导航。

为了满足对车间信息采集的全面性，该机器人使用的工控机共有6 个 USB3.0 接口，并且用 USB 扩展坞进行扩展，使用 USB 接口的氨气、温度传感器直接与工控机连接，实时采集有害气体浓度。同时， 安装有高清摄像装置，通过 ROS 平台的 RVIZ，设计一种实时监控界面，完成目标信息的采集；通过无线传输将巡检机器人检测到的数据传输到电脑端，从而实时了解生产车间状况，确保工业生产的安全。

工业巡检机器人通过机械视觉，将被摄取目标转换成图像信号， 传送给图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，将信号数字化，再由图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，大幅度提升了机器的工作效率。并且使用了红外热像仪模块,可以通过温度的变化进行高温预警和生命检测。

目录

技术要点

我们的产品雷达机械视觉-可扩展化多模块检测机器人就为此研发，机器人由整体和可伸缩机械臂组成检测范围更大并且可加载多个检测模块，巡检范围可达十平方千米，覆盖整个小型工厂。可应用于目前大部分企业的工业巡检。本巡检机器人主要原理为通过雷达输出最近障碍物的距离值，指导系统进行刹车或减速的指令，该巡检机器人使用视觉和激光雷达两种导航方式，使用“工控机+电脑”作为上位机，使用Arduino Mega2560 作为运动控制模块，结合驱动电机、Kinect2.0 和激光雷达作为下位机，上位机完成图像信息的采集、临时保存和传输，下位机接收上位机的指示，完成机器人的运动控制和自主导航。为了满足对车间信息采集的全面性，该机器人使用的工控机共有 6 个USB3.0 接口，并且可以用USB 扩展坞进行扩展，使用USB 接口的氨气、温度传感器直接与工控机连接，实时采集舍内有害气体浓度。同时，安装有高清摄像装置，通过ROS 平台的RVIZ，设计一种实时监控界面，完成目标信息的采集；通过无线传输将巡检机器人检测到的数据传输到电脑端进行处理，从而实时了解生产车间状况， 确保工业生产的有序和安全。并且本产品的算法及配套技术皆为自主研发，配套使用。

应用前景

机器人平台化趋势日趋明显

作为智能巡检机器人系统的重要载体，机器人本体通过搭载实现巡检功能的传感器在特定工作环境下自主运行，完成软件系统的数据融合与分析、通信传输、接口规范、应用对接、专家系统等功能，随着产品不断趋于成熟，主要体现在以下几个方面：

（1） 机器人结构功能趋于一致：机器人的硬件结构、传感器、防护等级、设计规范等要求趋于统一；同时，机器人硬件基本由感知、控制、驱动等部分构成，这样有利于用户及行业标准化的制定，也便于产业链形成以及行业管理；

（2） 机器人软件核心功能趋于标准化：随着机器人应用的不断成熟，机器人核心功能的量化及应用为运维工作带来了重大变化，目前巡检机器人的核心功能包括环境感知、视觉识别、红外测温、音频检测、安防监控、呼叫平台等，上述每一个功能的量化目标、接口规范、数据标准已不断明确，使得机器人软件开发有章可循，核心功能数据趋于标准化并不断成熟；

（3） 用户接口及应用趋于平台化：机器人平台化主要包括硬件平台化、软件平台化以及核心功能平台化等三个方面。随着应用场景及核心功能的不断成熟，机器人应用已从早期的演示推广发展到目前的核心功能数据接入使用和运维操作平台化建设。具体而言，一方面， 数据接口在应用过程中不断规范化；另一方面，根据最终用户需求， 在对接不同平台时呈现更加符合其运维需要的数据信息。

从机器人角度来看，平台化一方面便于客户使用及规范化操作， 另一方面，也可以促使产业链不断发展。

由“感知”向操作、协作发展

巡检功能属于智能系统中“感知”功能的突出表达，具体包括环境感知、设备状态感知等。鉴于应用场景具有一定的特殊性，正常运维人员不能解决的往往是“感知”任务的复杂性和操作难度，为此， 当前最为紧迫的是用机器人来实现运维的“感知”功能，而随着智能巡检机器人的成熟使用，具备更多感知、操作及人机协作功能的智能机器人将会是未来的发展方向。

此外，由于“感知”信息后需要对信息进行“处理”和“操作”，

因此操作机器人会成为智能巡检机器人的后续功能延伸和发展；同时，从操作的角度来说，“感知”和“操作”是一个从手动遥控操作到人机协同，再到自主作业完成复杂操作的过程。

物联网带来的单体智能向系统智能化发展

单体智能和多体智能是智能机器人系统的重要应用形式，单体智能突出机器人本体从感知、表达、控制、决策等方面的智能化程度， 多体智能突出协作性、关联性和系统性。巡检机器人从单体智能的角度来看，突出巡检机器人的自动运行、环境适应性、多模态数据采集与融合、图像识别、专家系统等功能，直观来说，就是机器人能够完成自主、复杂、多样的任务。

从多体智能角度来说，更强调多系统的融合，包括机器人与环境传感器、被测对象、其他智能设备和系统、运维人员等主体（智能体） 的数据融合，同时，能够与其他主体（智能体）数据关联分析，以及协同完成特定任务等功能。单体智能目前已经趋于平台化、标准化和规范化，而多体智能则将成为行业发展的趋势，促进系统整体优化提升，为运维系统带来新的发展。