CN115284249A - 一种基于超声波寻迹的智能巡检机器人及其定位导航方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于超声波寻迹的智能巡检机器人及其定位导航方法，所述巡检机器人包括机器人本体，所述机器人本体的底部设有行走机构，所述机器人本体的两侧设有超声波探测器，所述超声波探测器、行走机构分别与机器人本体内部的控制器电连接；所述机器人本体的巡检路径两侧路面均连续铺设有识别区，两侧路面铺设的识别区之间的距离与机器人本体两侧超声波探测器之间的距离相等；通过超声波探测器连续探测两侧路面的识别区来对机器人本体的行走路径进行约束，确保机器人本体沿着预定的巡检路径行走；其定位导航过程无需借助GPS信号、蓝牙信号或惯性导航数据等传统定位方法，定位导航过程不受建筑、设备等遮挡影响，定位更加精准。

Description

一种基于超声波寻迹的智能巡检机器人及其定位导航方法

技术领域

本发明涉及智能巡检机器人技术领域，尤其涉及一种基于超声波寻迹的智能巡检机器人及其定位导航方法。

背景技术

随着世界电网的进步，尤其是当智能电网的概念被提出后，世界范围内关于如何提升电网的安全性、效率和稳定性成为争相研究的热点。变电站作为电网设备使用的集中点和关键点，确保变电站的智能化、安全化运行关系到企业的生产和人民的正常生活。目前变电站进行日常检查与维护大多采用人工巡检的方式，然而这种方式需定期、定时的检查相应设备，这就需要工作人员进行重复性的工作，容易使员工产生厌烦情绪，容易造成误检、漏检，且变电站的人工巡检存在着一定的危险性。

为了减少设备的损失和确保变电站的正常运行，使用机器人代替人进行变电站巡检的想法被提了出来。智能巡检机器人按巡检方式分为自主模式和遥控模式，携带高清CCD相机，红外成像仪等设备，根据变电站中设备和线路的安置点，在此区间进行运动和检测，能够提前根据温度判断线路是否存在超功率或者短路情况，根据仪器仪表的读数能够判断设备是否存在压力不足或过大以及是否存在漏油等情况。及时提供设备潜在隐患的数据，通过分析提前发现问题，自动报警或者进行一些简单的维护处理。

现有的智能巡检机器人一般是通过GPS定位技术、蓝牙定位技术或惯性导航定位技术等来实现对机器人的定位导航和路径规划的；然而，GPS定位技术在室内应用时精确度比较差，定位不准确；蓝牙定位技术虽然可以用于室内定位导航，但是布设成本比较高，且蓝牙信号容易被建筑、设备等障碍物遮挡，导致定位精度容易受到影响；惯性导航定位技术由于存在累积误差，只能用于短程的定位导航，若巡检路径较长，则后面的误差比较差。因此，亟需提出一种基于超声波寻迹的智能巡检机器人及其定位导航方法来解决现有智能巡检机器人存在的上述缺陷。

发明内容

本发明提出一种基于超声波寻迹的智能巡检机器人及其定位导航方法，解决了现有技术中采用GPS定位技术、蓝牙定位技术或惯性导航定位技术等存在的定位精度差的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

作为本发明的一个方面，公开了一种基于超声波寻迹的智能巡检机器人，包括机器人本体，所述机器人本体的底部设有行走机构，所述机器人本体的两侧设有超声波探测器，所述超声波探测器、行走机构分别与机器人本体内部的控制器电连接；所述机器人本体的巡检路径两侧路面均连续铺设有识别区，两侧路面铺设的识别区之间的距离与机器人本体两侧超声波探测器之间的距离相等；通过超声波探测器连续探测两侧路面的识别区来对机器人本体的行走路径进行约束，确保机器人本体沿着预定的巡检路径行走。

本发明通过沿机器人本体的巡检路径两侧路面连续铺设识别区，通过机器人本体两侧的超声波探测器连续探测两侧路面的识别区来对机器人本体的行走路径进行约束，确保机器人能沿着预定的巡检路径行走，其定位导航过程无需借助GPS信号、蓝牙信号或惯性导航数据等传统定位方法，定位导航过程不受建筑、设备等遮挡影响，定位更加精准。

作为本发明的进一步方案，所述机器人本体底部还设有与控制器电连接的RFID识别器，所述机器人本体的巡检路径旁侧设有若干待巡检设备，所述巡检路径上对应每个待巡检设备的位置均设有与RFID识别器相配的第一RFID标签，所述第一RFID标签内存储有对应待巡检设备的设备信息及位置信息。当机器人本体行走至第一RFID标签上方时，机器人本体底部的RFID识别器会获取第一RFID标签内存储的设备信息及位置信息，便于机器人本体停留在对应的待巡检设备旁侧对设备进行例行检查，并将检查数据及设备信息、位置信息打包发送给监控后台。

作为本发明的进一步方案，所述巡检路径上对应每个弯道开始的位置均设有与RFID识别器相配的第二RFID标签，所述第二RFID标签内存储有对应弯道的过弯数据，所述过弯数据包括进入弯道后各个时刻对应的转向角度和行走速度；当机器人本体行走至第二RFID标签上方时，机器人本体底部的RFID识别器会获取第二RFID标签内存储的过弯数据，所述过弯数据可以确保机器人本体在过弯时不会偏离预定的巡检路径，便于控制器控制行走机构以最优地方案过弯，不至于在过弯的过程中偏离巡检路径。

作为本发明的进一步方案，所述超声波探测器共设有4个，分别安装在机器人本体的头部两侧和尾部两侧；头部两侧的超声波探测器可以起到探路的作用，尾部两侧的超声波探测器可以起到修正机器人本体行走路线的作用，防止机器人偏离巡检路径。

作为本发明的进一步方案，所述识别区的路面设有若干阵列排布的凸起和/或凹坑，所述超声波探测器在对识别区的路面进行探测时，可以获取识别区内路面的形貌特征数据；由于识别区内路面的形貌特征与识别区外路面的形貌特征存在较为明显的差异，识别区内路面的形貌特征为凹凸不平的曲面，而识别区外路面的形貌特征大致为一个平面，因此通过获取路面的形貌特征数据，可以很好地判断机器人本体是否沿预定巡检路径行走，当机器人本体偏离预定巡检路径时，也可根据4各超声波探测器各自获取的路面形貌特征进行对比，从而对机器人本体的行进姿态进行修正。

作为本发明的进一步方案，所述凸起或凹坑的大小沿识别区一侧向另一侧逐步递减，这种设计可以进一步辅助判断机器人本体偏离巡检路径的方向和偏移量，可以更好地帮助机器人本体的姿态修正。

作为本发明的进一步方案，所述机器人本体的顶部设有热红外成像仪和摄像头，所述热红外成像仪和摄像头分别与控制器连接；所述热红外成像仪可以用于检测待巡检设备及线路的温度数据，并将检测到的温度数据发送给监控后台，也可以用于辅助识别障碍物是否为生命体；所述摄像头可以将巡检现场的图像视频数据实时发送给监控后台，便于监控后台及时应对各种突发情况；所述摄像头还可以结合热红外成像仪检测的温度数据，利用图像识别算法识别设备及线路是否出现火情。

作为本发明的进一步方案，所述机器人本体的周身均匀布设有若干避障传感器，若干所述避障传感器均与控制器连接；所述避障传感器可以采用超声波探头、光电传感器等；通过在机器人本体的周身布设避障传感器，可以实现机器人本体的自主避障，避免在巡检过程中与障碍物发生碰撞。

作为本发明的进一步方案，所述机器人本体上还装配有灭火设备、报警器和无线通信设备，所述灭火设备、报警器、无线通信设备分别与控制器连接，当巡检过程中监测到火情后，控制器控制报警器响应声光报警提示，并控制灭火设备进行灭火，同时将火情信息通过无线通信设备发送至监控后台，可以第一时间控制火情，提醒现场工作人员，最大程度减小火情造成的损失。

作为本发明的另一个方面，还公开了一种基于超声波寻迹的智能巡检机器人的定位导航方法，包括以下步骤：

沿机器人本体的巡检路径两侧连续铺设识别区，保证两侧识别区之间的距离与机器人本体两侧超声波探测器之间的距离相等；

在机器人本体的巡检路径上对应待巡检设备的位置设置第一RFID标签；

在机器人本体的巡检路径上对应各个弯道的位置分别设置第二RFID标签；

机器人本体沿着预定的巡检路径开始行走，同时通过机器人本体两侧的超声波探测器获取识别区路面的形貌特征数据，控制器通过将实时获取的形貌特征数据与预先存储在内置存储器内的标准形貌特征数据进行比对，判断机器人本体的行走路径是否偏离预定的巡检路径，若偏离，则校正机器人本体的行走路径；

当机器人本体底部的RFID识别器识别到第一RFID标签后，控制器控制行走机构停止运行，并通过机器人本体上的热红外成像仪和摄像头对待巡检设备进行火情探测；

当机器人本体底部的RFID识别器识别到第二RFID标签后，控制器根据第二RFID标签内存储的过弯数据控制行走机构运行过弯；

当机器人本体周身的避障传感器检测到前方有障碍物时，通过热红外成像仪和摄像头识别障碍物是否为生命体，若识别到障碍物为生命体，则控制声光报警器响应声光报警驱离障碍物；若识别到障碍物为非生命体，则控制行走机构绕行避开障碍物；由于生命体一般是运动状态或可以运动的，若绕行可能导致与其发生碰撞，因此通过驱离生命体，不仅可以避免与其发生碰撞，还可以不用绕行，提高巡检效率。

作为本发明的进一步方案，当机器人本体沿直线巡检路径行走时，位于机器人本体左侧的前后两个超声波探测器均位于巡检路径左侧的识别区内；位于机器人本体右侧的前后两个超声波探测器均位于巡检路径右侧的识别区内；通过4个超声波探测器实时探测两侧识别区内的路面形貌特征数据，可得到探测波形随时间的变化曲线；若机器人本体未偏离巡检路径，则探测波形应当是周期性规律变化的，且波峰值与探测识别区内中线位置凸起时的波峰值一致；若机器人本体在行走过程中朝左或朝右偏离巡检路径，则探测波形中波峰值应当是逐步增大或减小的，根据探测波形中波峰值增大或减小的量来控制机器人本体向右或向左回正；

当机器人本体的姿态发生偏转时，同侧两个探测波形的峰值会不一致，若同侧头部探测波形的峰值大于尾部探测波形的峰值，则机器人本体头部向左偏移或尾部向右偏移，根据同侧头部探测波形的峰值与尾部探测波形峰值的差值控制机器人本体顺时针旋转，使机器人本体的姿态摆正。

作为本发明的进一步方案，当机器人本体开始过弯时，只获取机器人本体头部两侧的探测波形，若机器人本体未偏离巡检路径，则两个探测波形的波峰值应当与探测识别区内中线位置凸起时的波峰值一致；若机器人本体在过弯的过程中朝左或朝右偏离巡检路径，则探测波形中波峰值应当是逐步增大或减小的，根据探测波形中波峰值增大或减小的量来控制机器人本体向右或向左回正。

有益效果

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

(1)本发明通过沿机器人本体的巡检路径两侧路面连续铺设识别区，通过机器人本体两侧的超声波探测器连续探测两侧路面的识别区来对机器人本体的行走路径进行约束，确保机器人能沿着预定的巡检路径行走，其定位导航过程无需借助GPS信号、蓝牙信号或惯性导航数据等传统定位方法，定位导航过程不受建筑、设备等遮挡影响，定位更加精准；

(2)本发明通过在巡检路径上对应每个待巡检设备的位置设置与RFID识别器相配的第一RFID标签，通过机器人本体底部的RFID识别器获取第一RFID标签内存储的设备信息及位置信息，便于机器人本体停留在对应的待巡检设备旁侧对设备进行例行检查，并将检查数据及设备信息、位置信息打包发送给监控后台；

(3)本发明通过在巡检路径上对应每个弯道的位置布设与RFID识别器相配的第二RFID标签，通过机器人本体底部的RFID识别器获取第二RFID标签内存储的过弯数据，便于控制器控制行走机构以最优地方案过弯，不至于在过弯的过程中偏离巡检路径；

(4)本发明通过避障传感器检测到障碍物之后，通过热红外成像仪和摄像头识别障碍物是否为生命体，若识别到障碍物为生命体，则控制声光报警器响应声光报警驱离障碍物；若识别到障碍物为非生命体，则控制行走机构绕行避开障碍物，提高了巡检的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种基于超声波寻迹的智能巡检机器人的结构示意图；

图2为本发明实施例中机器人本体沿巡检路径行走的状态示意图；

图3为本发明实施例中巡检机器人的控制架构示意图；

图4为本发明实施例中巡检路径两侧识别区的路面形貌特征示意图；

图5为本发明实施例中巡检机器人的定位导航方法流程示意图。

图中：1、机器人本体；2、行走机构；3、超声波探测器；4、识别区；5、RFID识别器；6、第一RFID标签；7、第二RFID标签；8、热红外成像仪；9、摄像头；10、避障传感器；11、报警器；12、待巡检设备；13、第三RFID标签。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1至3所示，作为本实施例的一个方面，提供了一种基于超声波寻迹的智能巡检机器人，包括机器人本体1，所述机器人本体1的底部设有行走机构2，所述机器人本体1的两侧设有超声波探测器3，所述超声波探测器3、行走机构2分别与机器人本体1内部的控制器电连接；所述机器人本体1的巡检路径两侧路面均连续铺设有识别区4，两侧路面铺设的识别区4之间的距离与机器人本体1两侧超声波探测器3之间的距离相等；通过超声波探测器3连续探测两侧路面的识别区4来对机器人本体1的行走路径进行约束，确保机器人本体1沿着预定的巡检路径行走。

本实施例中，所述行走机构2包括四个独立的麦克纳姆轮，通过四个麦克纳姆轮的组合可以实现机器人本体1前行、横移、斜行、旋转及其组合等运动方式，可以更加方便地驱动机器人本体1沿着预定的巡检路径行走。

本实施例中，所述机器人本体1内还安装有可充电电池，用于为设备供电。

作为本实施例的进一步方案，所述机器人本体1底部还设有与控制器电连接的RFID识别器5，所述机器人本体1的巡检路径旁侧设有若干待巡检设备12，所述巡检路径上对应每个待巡检设备12的位置均设有与RFID识别器5相配的第一RFID标签6，所述第一RFID标签6内存储有对应待巡检设备12的设备信息及位置信息。当机器人本体1行走至第一RFID标签6上方时，机器人本体1底部的RFID识别器5会获取第一RFID标签6内存储的设备信息及位置信息，便于机器人本体1停留在对应的待巡检设备12旁侧对设备进行例行检查，并将检查数据及设备信息、位置信息打包发送给监控后台。

作为本实施例的进一步方案，所述巡检路径上对应每个弯道开始的位置均设有与RFID识别器5相配的第二RFID标签7，所述第二RFID标签7内存储有对应弯道的过弯数据，所述过弯数据包括进入弯道后各个时刻对应的转向角度和行走速度(本实施例中，所述过弯数据包括进入弯道后每个时刻对应的四个麦克纳姆轮的驱动控制参数)；当机器人本体1行走至第二RFID标签7上方时，机器人本体1底部的RFID识别器5会获取第二RFID标签7内存储的过弯数据，所述过弯数据可以确保机器人本体1在过弯时不会偏离预定的巡检路径，便于控制器控制行走机构2以最优地方案过弯，不至于在过弯的过程中偏离巡检路径。

作为本实施例的进一步方案，所述超声波探测器3共设有4个，分别安装在机器人本体1的头部两侧和尾部两侧；头部两侧的超声波探测器3可以起到探路的作用，尾部两侧的超声波探测器3可以起到修正机器人本体1行走路线的作用，防止机器人偏离巡检路径。

作为本实施例的进一步方案，所述识别区4的路面设有若干阵列排布的凸起(具体实施时也可以涉及为凹坑或其他能通过超声波探测器3识别的形状)，所述超声波探测器3在对识别区4的路面进行探测时，可以获取识别区4内路面的形貌特征数据；由于识别区4内路面的形貌特征与识别区4外路面的形貌特征存在较为明显的差异，识别区4内路面的形貌特征为凹凸不平的曲面，而识别区4外路面的形貌特征大致为一个平面，因此通过获取路面的形貌特征数据，可以很好地判断机器人本体1是否沿预定巡检路径行走，当机器人本体1偏离预定巡检路径时，也可根据4个超声波探测器3各自获取的路面形貌特征进行对比，从而对机器人本体1的行进姿态进行修正。

如图4所示，作为本实施例的进一步方案，所述凸起的大小沿识别区4左侧向右侧逐步递减，当机器人本体1偏离预定的巡检路径后，根据超声波探测器3获取的路面形貌特征可以判断机器人本体1偏离巡检路径的方向(向左或向右偏离)和偏移量(根据凸起的尺寸大小)，可以更好地帮助机器人本体1的姿态修正。

当机器人本体1沿直线巡检路径行走时，位于机器人本体1左侧的前后两个超声波探测器3均位于巡检路径左侧的识别区4内；位于机器人本体1右侧的前后两个超声波探测器3均位于巡检路径右侧的识别区4内；通过4个超声波探测器3实时探测两侧识别区内的路面形貌特征数据，可得到探测波形随时间的变化曲线；若机器人本体1未偏离巡检路径，则探测波形应该是周期性规律变化的，且波峰值与探测识别区内中线位置凸起时的波峰值一致；若机器人本体1在行走过程中朝左或朝右偏离巡检路径，则探测波形中波峰值应该是逐步增大或减小的，可根据探测波形中波峰值增大或减小的量来控制机器人本体1向右或向左回正；当机器人本体1的姿态发生偏转时，其同侧两个探测波形的峰值会不一致，若同侧头部探测波形的峰值大于尾部探测波形的峰值，说明机器人本体1头部向左偏移或尾部向右偏移，根据同侧头部探测波形的峰值与尾部探测波形峰值的差值控制机器人本体1顺时针旋转一定角度，使机器人本体1的姿态摆正。

当机器人本体1开始过弯时，只获取机器人本体1头部两侧的探测波形，若机器人本体1未偏离巡检路径，则这两个探测波形的波峰值应该与探测识别区内中线位置凸起时的波峰值一致；若机器人本体1在过弯的过程中朝左或朝右偏离巡检路径，则探测波形中波峰值应该是逐步增大或减小的，可根据探测波形中波峰值增大或减小的量来控制机器人本体1向右或向左回正。

作为本实施例的进一步方案，所述巡检路径上对应每个弯道结束的位置均设有与RFID识别器5相配的第三RFID标签13，当机器人本体1行走至第三RFID标签13上方时，机器人本体底部的RFID识别器会识别到第三RFID标签13，获取到弯道结束的信息，此后机器人继续通过4个超声波探测器3对识别区进行探测，以修正机器人本体1在直线路段的行走路径。

作为本实施例的进一步方案，所述机器人本体1的顶部设有热红外成像仪8和摄像头9，所述热红外成像仪8和摄像头9分别与控制器连接；所述热红外成像仪8可以用于检测待巡检设备12及线路的温度数据，并将检测到的温度数据发送给监控后台，也可以用于辅助识别障碍物是否为生命体；所述摄像头9可以将巡检现场的图像视频数据实时发送给监控后台，便于监控后台及时应对各种突发情况；所述摄像头9还可以结合热红外成像仪8检测的温度数据，利用图像识别算法识别设备及线路是否出现火情。

作为本实施例的进一步方案，所述机器人本体1的周身均匀布设有若干避障传感器10，若干所述避障传感器10均与控制器连接；所述避障传感器10可以采用超声波探头、光电传感器等；通过在机器人本体1的周身布设避障传感器10，可以实现机器人本体1的自主避障，避免在巡检过程中与障碍物发生碰撞。

作为本实施例的进一步方案，所述机器人本体1上还装配有灭火设备、报警器11和无线通信设备，所述灭火设备(本实施例中的灭火设备可以采用高压氮气灭火或采用干粉灭火等)、报警器11、无线通信设备分别与控制器连接，当巡检过程中监测到火情后，控制器控制报警器11响应声光报警提示，并控制灭火设备进行灭火，同时将火情信息通过无线通信设备发送至监控后台，可以第一时间控制火情，提醒现场工作人员，最大程度减小火情造成的损失。本实施例中的无线通信设备可采用4G/5G网络、GPRS等通信方式。

如图5所示，作为本实施例的另一个方面，还公开了一种基于超声波寻迹的智能巡检机器人的定位导航方法，包括以下步骤：

沿机器人本体1的巡检路径两侧连续铺设识别区4，保证两侧识别区4之间的距离与机器人本体1两侧超声波探测器3之间的距离相等；

在机器人本体1的巡检路径上对应待巡检设备12的位置设置第一RFID标签6；

在机器人本体1的巡检路径上对应各个弯道的位置分别设置第二RFID标签7；

机器人本体1沿着预定的巡检路径开始行走，同时通过机器人本体1两侧的超声波探测器3获取识别区4路面的形貌特征数据，控制器通过将实时获取的形貌特征数据与预先存储在内置存储器内的标准形貌特征数据进行比对，判断机器人本体1的行走路径是否偏离预定的巡检路径，若偏离，则校正机器人本体1的行走路径；

当机器人本体1底部的RFID识别器5识别到第一RFID标签6后，控制器控制行走机构2停止运行，并通过机器人本体1上的热红外成像仪8和摄像头9对待巡检设备12进行包括火情探测在内的例行检查；

当机器人本体1底部的RFID识别器5识别到第二RFID标签7后，控制器根据第二RFID标签7内存储的过弯数据控制行走机构2运行过弯；

当机器人本体1周身的避障传感器10检测到前方有障碍物时，通过热红外成像仪8和摄像头9识别障碍物是否为生命体(本实施例中，生命体主要是指工作人员，具体识别方法为：先通过热红外成像仪8对障碍物进行探测，判断其温度是否是否在人体温度范围内，再配合摄像头9进行图像识别，摄像头9内部的图像识别模块事先经过了深度学习训练，具备一定的识别能力)，若识别到障碍物为生命体，则控制声光报警器11响应声光报警驱离障碍物，若报警驱离一段时间后(如30s、40s等)仍检测到障碍物，则绕行；若识别到障碍物为非生命体，则控制行走机构2绕行避开障碍物；由于生命体一般是运动状态或可以运动的，若绕行可能导致与其发生碰撞，因此通过驱离生命体，不仅可以避免与其发生碰撞，还可以不用绕行，提高巡检效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于超声波寻迹的智能巡检机器人，包括机器人本体(1)，所述机器人本体(1)的底部设有行走机构(2)，其特征在于，所述机器人本体(1)的两侧设有超声波探测器(3)，所述超声波探测器(3)、行走机构(2)分别与机器人本体(1)内部的控制器电连接；所述机器人本体(1)的巡检路径两侧路面均连续铺设有识别区(4)，两侧路面铺设的识别区(4)之间的距离与机器人本体(1)两侧超声波探测器(3)之间的距离相等；通过超声波探测器(3)连续探测两侧路面的识别区(4)来对机器人本体(1)的行走路径进行约束，确保机器人本体(1)沿着预定的巡检路径行走。

2.如权利要求1所述的一种基于超声波寻迹的智能巡检机器人，其特征在于，所述机器人本体(1)底部还设有与控制器电连接的RFID识别器(5)，所述机器人本体(1)的巡检路径旁侧设有若干待巡检设备(12)，所述巡检路径上对应每个待巡检设备(12)的位置均设有与RFID识别器(5)相配的第一RFID标签(6)，所述第一RFID标签(6)内存储有对应待巡检设备(12)的设备信息及位置信息。

3.如权利要求2所述的一种基于超声波寻迹的智能巡检机器人，其特征在于，所述巡检路径上对应每个弯道开始的位置均设有与RFID识别器(5)相配的第二RFID标签(7)，所述第二RFID标签(7)内存储有对应弯道的过弯数据，所述过弯数据包括进入弯道后各个时刻对应的转向角度和行走速度。

4.如权利要求1所述的一种基于超声波寻迹的智能巡检机器人，其特征在于，所述超声波探测器(3)共设有4个，分别安装在机器人本体(1)的头部两侧和尾部两侧。

5.如权利要求1所述的一种基于超声波寻迹的智能巡检机器人，其特征在于，所述识别区(4)的路面设有若干阵列排布的凸起和/或凹坑，所述凸起或凹坑的大小沿识别区(4)一侧向另一侧逐步递减；所述超声波探测器(3)在对识别区(4)的路面进行探测时，会获取到识别区(4)路面的形貌特征数据。

6.如权利要求1所述的一种基于超声波寻迹的智能巡检机器人，其特征在于，所述机器人本体(1)的顶部设有热红外成像仪(8)和摄像头(9)，所述机器人本体(1)的周身均匀布设有若干避障传感器(10)，所述热红外成像仪(8)、摄像头(9)、若干避障传感器(10)分别与控制器连接。

7.如权利要求1所述的一种基于超声波寻迹的智能巡检机器人，其特征在于，所述机器人本体(1)上还装配有灭火设备、报警器(11)和无线通信设备，所述灭火设备、报警器(11)、无线通信设备分别与控制器连接，当巡检过程中监测到火情后，控制器控制报警器(11)响应声光报警提示，并控制灭火设备进行灭火，同时将火情信息通过无线通信设备发送至监控后台。

8.一种基于超声波寻迹的智能巡检机器人的定位导航方法，基于权利要求1至7任一项所述的智能巡检机器人，其特征在于，包括以下步骤：

沿机器人本体(1)的巡检路径两侧连续铺设识别区(4)，保证两侧识别区(4)之间的距离与机器人本体(1)两侧超声波探测器(3)之间的距离相等；

在机器人本体(1)的巡检路径上对应待巡检设备(12)的位置设置第一RFID标签(6)；

在机器人本体(1)的巡检路径上对应各个弯道的位置分别设置第二RFID标签(7)；

机器人本体(1)沿着预定的巡检路径开始行走，同时通过机器人本体(1)两侧的超声波探测器(3)获取识别区(4)路面的形貌特征数据，控制器通过将实时获取的形貌特征数据与预先存储在内置存储器内的标准形貌特征数据进行比对，判断机器人本体(1)的行走路径是否偏离预定的巡检路径，若偏离，则校正机器人本体(1)的行走路径；

当机器人本体(1)底部的RFID识别器(5)识别到第一RFID标签(6)后，控制器控制行走机构(2)停止运行，并通过机器人本体(1)上的热红外成像仪(8)和摄像头(9)对待巡检设备(12)进行火情探测；

当机器人本体(1)底部的RFID识别器(5)识别到第二RFID标签(7)后，控制器根据第二RFID标签(7)内存储的过弯数据控制行走机构(2)运行过弯；

当机器人本体(1)周身的避障传感器(10)检测到前方有障碍物时，通过热红外成像仪(8)和摄像头(9)识别障碍物是否为生命体，若识别到障碍物为生命体，则控制声光报警器(11)响应声光报警驱离障碍物；若识别到障碍物为非生命体，则控制行走机构(2)绕行避开障碍物。

9.如权利要求8所述的一种基于超声波寻迹的智能巡检机器人的定位导航方法，其特征在于，当机器人本体(1)沿直线巡检路径行走时，位于机器人本体(1)左侧的前后两个超声波探测器(3)均位于巡检路径左侧的识别区(4)内；位于机器人本体(4)右侧的前后两个超声波探测器(3)均位于巡检路径右侧的识别区(4)内；通过4个超声波探测器(3)实时探测两侧识别区内的路面形貌特征数据，可得到探测波形随时间的变化曲线；若机器人本体(1)未偏离巡检路径，则探测波形应当是周期性规律变化的，且波峰值与探测识别区内中线位置凸起时的波峰值一致；若机器人本体(1)在行走过程中朝左或朝右偏离巡检路径，则探测波形中波峰值应当是逐步增大或减小的，根据探测波形中波峰值增大或减小的量来控制机器人本体(1)向右或向左回正；

当机器人本体(1)的姿态发生偏转时，同侧两个探测波形的峰值会不一致，若同侧头部探测波形的峰值大于尾部探测波形的峰值，则机器人本体(1)头部向左偏移或尾部向右偏移，根据同侧头部探测波形的峰值与尾部探测波形峰值的差值控制机器人本体(1)顺时针旋转，使机器人本体(1)的姿态摆正。

10.如权利要求9所述的一种基于超声波寻迹的智能巡检机器人的定位导航方法，其特征在于，当机器人本体(1)开始过弯时，只获取机器人本体(1)头部两侧的探测波形，若机器人本体(1)未偏离巡检路径，则两个探测波形的波峰值应当与探测识别区内中线位置凸起时的波峰值一致；若机器人本体(1)在过弯的过程中朝左或朝右偏离巡检路径，则探测波形中波峰值应当是逐步增大或减小的，根据探测波形中波峰值增大或减小的量来控制机器人本体(1)向右或向左回正。

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