[实用新型]一种基于BIM的机器人区域导航系统

说明书

技术领域

本实用新型属于机器人区域导航技术领域，尤其涉及在局域范围内用于机器人进行自主导航的一种基于BIM的机器人区域导航系统。

背景技术

目前，机器人在执行任务过程中，主要依靠人工遥控指挥，实现在区域环境中的移动，也有部分机器人依靠GPS信号或者定位基站进行自主导航。但是，以上方法存在以下几个缺点：

(1)、用人工遥控指挥的方式受到距离和障碍物的限制。当机器人需要深入到工作人员无法到达的场所，一旦离指挥人员太远，或者障碍物太多，影响了遥控信号的强度，它们将难以接收到遥控命令；

(2)、用GPS进行自主导航的方法受到GPS信号的限制。当在某些特定的环境中(如矿井)或者发生严重的灾害的时候，现场没有GPS信号覆盖或者GPS信号被中断，此时机器人无法利用GPS信号进行定位，从而无法进行自主导航；

(3)、利用定位基站进行导航受到基站分布的限制。利用基站进行导航，需要在现场布置导航基站，当发生严重的灾害事故的时候，工作人员难以深入现场进行基站的部署。

目前机器人的导航技术都存在一定的局限性。特别是在复杂环境下，现有的导航技术很难实现自主导航。因此，急需一种全新的能够不需要人工遥控，不依赖GPS信号或者定位基站信号就可以进行机器人区域导航的系统。

实用新型内容

为了实现不需要人工遥控，不依赖GPS信号或者定位基站信号就可以进行机器人区域导航，本实用新型提供了一种基于BIM的机器人区域导航系统。

一种基于BIM的机器人区域导航系统，包括BIM模块、传感硬件模块以及智能管理模块；

BIM模块包括目标区域内建筑物的各项相关信息数据，并且以各项相关信息数据为基础所建立的三维建筑模型，该三维建筑模型具有利用数字信息仿真模拟建筑物所具有的所有真实信息；BIM模块为机器人区域导航系统提供导航三维地图；

传感硬件模块包括激光雷达传感器、陀螺仪以及摄像头；激光雷达传感器用于测距和探测障碍物；陀螺仪用于描绘机器人的运行轨迹；摄像头用于采集现场视频，并利用图像处理技术，判断周围环境，辅助决策运行路径；

激光雷达传感器能够对周围环境进行360度测距和探测扫描，环境防护等级为IP67；陀螺仪为三轴陀螺仪；

智能管理模块包括管理模块及数据处理模块，数据处理模块对传感硬件模块采集的各类数据进行A/D转换及滤波处理；管理模块将数据处理模块处理后的激光雷达传感器、陀螺仪以及摄像头采集的各类数据进行整合，描绘机器人的行进路径，并根据BIM模块，判断机器人当前位置，决定下一个时刻的行进方向；

智能管理模块根据激光雷达传感器和摄像头采集的数据，判断前方路径是否存在障碍物，若存在障碍物，智能管理模块将根据BIM模块模拟的建筑物三维模型规划新的路径。

本实用新型中的基于BIM的机器人区域导航系统主要用于机器人的自主导航，与传统的导航系统相比较，该系统脱离了GPS信号或者定位基站的限制，使机器人能够自主导航，从而能够真正的实现机器人的无人操控，降低了人工劳动力，提高了人员安全保障。该系统在应急救援、厂区巡检等领域，具有特别突出的效果。

附图说明

图1为本实用新型的系统功能结构示意图

图2为本实用新型的系统运行原理图

具体实施方式

如图1-2所示，本实用新型提供了一种基于BIM的机器人区域导航系统，包括BIM模块、传感硬件模块以及智能管理模块；BIM模块包括目标区域内建筑物的各项相关信息数据，并且以各项相关信息数据为基础所建立的三维建筑模型，该三维建筑模型具有利用数字信息仿真模拟建筑物所具有的所有真实信息；BIM模块为机器人区域导航系统提供导航三维地图；传感硬件模块包括激光雷达传感器、陀螺仪以及摄像头；激光雷达传感器用于测距和探测障碍物；陀螺仪用于描绘机器人的运行轨迹；摄像头用于采集现场视频，并利用图像处理技术，判断周围环境，辅助决策运行路径。