CN207087855U - 用于煤矿巷道三维实景建模的移动机器人平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于煤矿巷道三维实景建模的移动机器人平台，包括移动机器人与二维激光扫描仪，所述二维激光扫描仪通过高精度数字云台安装在所述移动机器人上；所述高精度数字云台具有俯仰旋转、水平旋转两个运动轴，且所述二维激光扫描仪的扫描平面为竖直平面；所述移动机器人上还设置有处理器以及通讯模块，所述移动机器人、二维激光扫描仪、高精度数字云台以及通讯模块均与所述处理器连接。本实用新型的用于煤矿巷道三维实景建模的移动机器人平台是一种硬件平台，其以移动机器人为载体，以由二维激光扫描仪与高精度数字云台组成的三维扫描装置为核心，且集合了其他传感器，为后续的三维实景建模提供了较好的基础。

Description

用于煤矿巷道三维实景建模的移动机器人平台

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，特别是一种用于三维实景建模的机器人平台。

背景技术

巷道是煤矿井下各种人工要素的主要空间载体，巷道作为煤矿生产中煤炭运输、通风、工人输送的唯一通道，是煤矿安全生产工作的核心。建立巷道的三维模型在井巷设计、安全生产和施工决策等方面具有重要的现实指导意义。相对于传统的二维数据表示方法，三维模型能够完整准确地表达巷道的各种空间信息，快速直观地再现巷道的空间展布及其相互关系，方便矿山进行灾害预防、企业管理分析和决策等。同时，相对于传统利用制图软件人工构建的巷道模拟三维模型，实景三维模型数据可以真实再现环境信息，杜绝人为主观因素，还可以结合各种虚拟现实手段，增强参与者的真实感和沉浸感，在安全培训、防灾演习、事故救援中发挥重要作用。

随着各类传感技术的迅猛发展，测绘手段和新技术也在日益增多，在新兴科学技术的推动下，数据采集从手工采集方式逐步向信息化模式过渡。当前的现有的智能建图导航机器人主要是建立二维地图模型，对于三维实景建模需要百万级人民币的三维激光雷达辅助，成本高昂。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种成本低、可用于三维实景模型软件开发的用于煤矿巷道三维实景建模的移动机器人平台。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型的用于煤矿巷道三维实景建模的移动机器人平台包括移动机器人与二维激光扫描仪，所述二维激光扫描仪通过高精度数字云台安装在所述移动机器人上；所述高精度数字云台具有俯仰旋转、水平旋转两个运动轴，且所述二维激光扫描仪的扫描平面为竖直平面；所述移动机器人上还设置有处理器以及通讯模块，所述移动机器人、二维激光扫描仪、高精度数字云台以及通讯模块均与所述处理器连接。

进一步地，所述移动机器人上还设有视觉传感器，所述视觉传感器连接所述处理器。

进一步地，所述移动机器人上还设有惯性导航器件，所述惯性导航器件连接所述处理器。

进一步地，所述移动机器人为四轮车式移动机器人，其有两个或四个驱动轮，且每个驱动轮均配备有用于检测驱动轮转动角位移的编码器。

有益效果：本实用新型的用于煤矿巷道三维实景建模的移动机器人平台是一种硬件平台，其以移动机器人为载体，以由二维激光扫描仪与高精度数字云台组成的三维扫描装置为核心，且集合了其他传感器，为后续的三维实景建模提供了较好的基础。

附图说明

附图1为用于煤矿巷道三维实景建模的移动机器人平台的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如附图1所示的用于煤矿巷道三维实景建模的移动机器人平台，包括移动机器人1与二维激光扫描仪2，所述二维激光扫描仪2通过高精度数字云台3安装在所述移动机器人1上；所述高精度数字云台3具有俯仰旋转、水平旋转两个运动轴，且所述二维激光扫描仪2的扫描平面为竖直平面；所述移动机器人1上还设置有处理器以及通讯模块，所述移动机器人1、二维激光扫描仪2、高精度数字云台3以及通讯模块均与所述处理器连接。此处的处理器为上位机与下位机的统称。

使用时，高精度数字云台3可以驱使二维激光扫描仪2在进行俯仰旋转和/或水平旋转，使得二维激光扫描仪2可以对移动机器人1周围的环境进行全方位的扫描，实现从面到体的三维实景模型构建，移动机器人1可带着二维激光扫描仪2沿着煤矿巷道运动，实现连续的数据采集。

值得一提的是，本实用新型的机器人平台可以是自动导航进行采集工作或者由人工操控进行数据采集工作。当由人工操控进行数据采集工作时，操作者通过遥控器控制移动机器人1运动并控制高精度数字云台3运动进行采集。当机器人平台自主导航进行数据采集时，移动机器人1上还需要搭载其他传感器进行辅助避障与路径规划。

所述移动机器人1上还设有用于图像采集的视觉传感器4，所述视觉传感器4连接所述处理器，这里的视觉传感器4为双目视觉传感器。

为了实现移动机器人1的自主导航，所述移动机器人1上还设有惯性导航器件，所述惯性导航器件连接所述处理器。对应地，所述移动机器人1为四轮车式移动机器人，其有两个或四个驱动轮，且每个驱动轮均配备有用于检测驱动轮转动角位移的编码器。

本实用新型保护范围仅限于构成该机器人平台的机械与硬件设施，该机器人平台作为软件开发的基础可采集或输出以下类型数据：

本实用新型的用于煤矿巷道三维实景建模的移动机器人平台是一种硬件平台，其以移动机器人为载体，以由二维激光扫描仪与高精度数字云台组成的三维扫描装置为核心，且集合了其他传感器，为后续的三维实景软件开发提供了较好的基础。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.用于煤矿巷道三维实景建模的移动机器人平台，其特征在于：包括移动机器人(1)与二维激光扫描仪(2)，所述二维激光扫描仪(2)通过高精度数字云台(3)安装在所述移动机器人(1)上；所述高精度数字云台(3)具有俯仰旋转、水平旋转两个运动轴，且所述二维激光扫描仪(2)的扫描平面为竖直平面；所述移动机器人(1)上还设置有处理器以及通讯模块，所述移动机器人(1)、二维激光扫描仪(2)、高精度数字云台(3)以及通讯模块均与所述处理器连接。

2.根据权利要求1所述的用于煤矿巷道三维实景建模的移动机器人平台，其特征在于：所述移动机器人(1)上还设有视觉传感器(4)，所述视觉传感器(4)连接所述处理器。

3.根据权利要求1所述的用于煤矿巷道三维实景建模的移动机器人平台，其特征在于：所述移动机器人(1)上还设有惯性导航器件，所述惯性导航器件连接所述处理器。

4.根据权利要求1所述的用于煤矿巷道三维实景建模的移动机器人平台，其特征在于：所述移动机器人(1)为四轮车式移动机器人，其有两个或四个驱动轮，且每个驱动轮均配备有用于检测驱动轮转动角位移的编码器。