一种室内环境数据采集系统及采集方法

摘要

本发明涉及一种室内环境数据采集系统，包括内置有数据管理单元的上位机、具有行走装置的机器人，机器人内置有控制器、通信模块、数据处理模块、行走控制模块、环境信息采集模块。该室内环境数据采集系统可以自动控制机器人的行走和对室内环境数据的采集，大大降低了工作量，减少了人力成本。本发明还涉及一种利用该室内环境数据采集系统的采集方法，该方法利用制定的巡逻轨迹进行行走控制，能够精确的规划控制机器人的行走路径，从而精确的采集获取室内指定位置的环境信息数据，信息的精确度和可信度高，大大方便了使用者利用该信息数据快速处理相关事务。

主权项

一种室内环境数据采集系统的采集方法，其特征在于：室内环境数据采集系统包括上位机(1)，内置一数据管理单元(11)，用于数据传送、数据处理、数据管理和数据整合；机器人(2)，与上位机(1)通信连接，活动于室内采集现场用于采集数据；所述机器人(2)具有一行走装置(21)并内置有：中央控制器(22)，用于发送和处理控制命令；通信模块(23)，连接于中央控制器(22)，用于实现和上位机(1)的通信连接；数据处理模块(24)，连接于中央控制器(22)，用于处理上位机(1)传送的数据；行走控制模块(25)，连接于中央控制器(22)和行走装置(21)，用于控制行走装置(21)的行走；环境信息采集模块(26)，连接于中央控制器(22)，用于采集室内环境数据；所述行走控制模块(25)包括：驱动模块(251)，连接于中央控制器(22)，用于驱动行走装置(21)；行驶方向控制模块(252)，连接于中央控制器(22)，控制机器人(2)的行走方向；距离测量模块(253)，连接于中央控制器(22)，计算并控制机器人(2)的行驶距离；罗盘模块(254)，连接于中央控制器(22)，采集、计算并判断控制机器人(2)的行走方向；摄像机(255)，连接于中央控制器(22)，采集机器人(2)周边环境图像；循迹模块(256)，连接于中央控制器(22)，与摄像机(255)配合调整机器人(2)的行走方向；所述室内环境数据采集系统的采集方法，包括如下步骤：步骤一、将数据管理单元(11)中的、需要进行室内环境数据采集的建筑平面图在上位机(1)上打开，建筑平面图打开后，设定建筑平面图的正北方向；在建筑平面图上制定巡逻轨迹对应作为机器人(2)在建筑物室内的行走轨迹；在巡逻轨迹上标记多个轨迹结点以形成多个线段轨迹，对应于建筑平面图上的线段轨迹，形成机器人(2)的行走轨迹上的多个行走路段；根据地形的复杂程度，按照一点的密度规则，相应的选取部分轨迹结点为参考结点，并在建筑物室内对应参考结点的行走轨迹上标记相应的参考点；步骤二、上位机(1)将步骤一中制定有巡逻轨迹并标记过轨迹结点数据的建筑平面图通过通信模块(23)传送到机器人(2)的数据处理模块(24)中，数据处理模块(24)对该建筑平面进行分析处理并形成中央控制器(22)能够识别的控制指令传送到中央控制器(22)中；步骤三、所述机器人(2)内置有连接于所述中央控制器(22)的报警模块(27)；将机器人(2)放置在行走轨迹的出发点并保证机器人(2)起始行驶方向同起始线段轨迹的角度相同，该出发点对应着建筑平面图上巡逻轨迹上的起始结点，根据中央控制器(22)的控制指令，机器人(2)在行走控制模块(25)的控制下按照巡逻轨迹上的结点数据和设定的速度启动行走；在机器人(2)的行走过程中，每间隔固定时间，利用罗盘模块(254)的磁场感应功能计算判断机器人(2)前进方向与该线段轨迹方向间的夹角误差，如果夹角误差超出巡逻轨迹的允许误差，则转步骤四，如果夹角误差未超出巡逻轨迹的允许误差则转步骤五；步骤四、机器人(2)停止前进，检测参考结点数据，利用参考结点数据并配合利用摄像机(255)寻找行走轨迹上标记的参考点；如果寻找到参考点，则利用循迹模块(256)控制调整机器人(2)的行走方向，同时在行驶方向控制模块(252)的配合控制下控制机器人(2)行走至参考点，然后转步骤六；如果在指定的时间内寻找不到参考点，则中央控制器(22)控制报警模块(27)进行报警，并把报警信息通过通信模块(23)传送到上位机(1)中，上位机(1)根据报警信息，提示监控人员机器人(2)的位置，从而进行处理；步骤五、利用距离测量模块(253)计算机器人(2)的行进距离，比较行进距离和线段轨迹的距离，当机器人(2)的行进距离等于线段轨迹的距离时，即机器人(2)行走至建筑平面图上轨迹结点的位置；步骤六、机器人(2)在行走控制模块(25)的控制下停止移动，并利用环境信息采集模块(26)对室内环境数据进行采集；步骤七、机器人(2)通过通信模块(23)将轨迹结点数据和对应的室内环境数据传送到上位机(1)的数据管理单元(11)中，数据管理单元(11)将接收到的数据整合到建筑平面图中，在建筑平面图纸中对应结点的位置形成可查看的室内环境信息；步骤八、机器人(2)检测所处位置是否对应巡逻轨迹的最终结点，如果不是返回步骤三，如果是，机器人(2)停止工作，行走结束。