红外热成像巡检机器人控制部分设计

红外热成像巡检机器人本体的控制系统可以分为四个模块：导航定位模块、运动控制模块、检测模块和电源管理模块。

（1）导航定位模块

导航定位模块为基站系统提供红外热成像巡检机器人当前的姿态信息和位置信息，其主要由硬件电路来实现，通过各个传感器采集巡检机器人周围环境信息，为机器人的运动行为提供依据。久安站红外热成像巡检机器人的导航使用有轨导航的方式，即在设备区地面上铺设磁条作为巡检机器人的运行轨迹，并在机器人的前部安装了个磁传感器用来检测磁轨迹的信号，通过口接入其电机控制器。机器人的前方安装了个超声传感器，通过路信号接入其电机控制器，用来实现机器人自主停障的功能。

（2）运动控制模块

运动控制模块依靠导航定位模块检测的磁传感器信息，实现红外热成像巡检机器人的自动导航，同时接收工控机控制模块的命令，实现机器人的准确定位。巡检机器人前两轮为驱动轮，分别由一个直流无刷伺服电机进行驱动，利用差速实现机器人的转向。电机控制器通过串口与工控机控制模块进行通讯联系，接收工控机控制模块的控制命令，并执行相应的动作。电机控制器通过口连接导航定位模块，根据偏离磁轨迹的距离以及方向自主实现机器人运动轨迹的修复，从而实现机器人的运动导航。

图为红外热成像巡检机器人

（3）检测模块

检测模块由云台、可见光摄像机、红外热成像仪和视频服务器组成。在停靠点，云台带动摄像机运动到指定预置位，视频服务器控制摄像机调焦，实现对关注设备的可见光图像和红外热图像的抓取并通过视频服务器上传至基站系统，在基站对设备的可见光图像和红外热图像中设备的温度进行分析。

可见光摄像机可以进行调焦，可以清楚的采集图像。红外热成像检测部分采用在线式红外热像仪，其具有视频接口、以太网控制接口、直流电源接口，且功率消耗小于能够满足巡检机器人直流供电、低功耗的要求。云台可以支持水平由到度，垂直由到度的旋转，可以进行对几乎任何角度的设备的抓图和检测。

用视频服务器作为主要通信工作的媒介。以普通在线式红外热像仪和可见光摄像机作为主要的检测设备搭建检测系统的平台红外热像仪和可见光摄像机抓取的图像经过视频服务器压缩后经由无线网桥直接上传至基站。

（4）电源管理模块

电源管理模块用来实现电池的充放电控制，电池的电压，电流和电量的采集和电池的保护功能，同时为其他各个模块提供电源，是整个机器人系统的心脏部分。在系统中电源管理模块主要实现对机器人运行时的电压、电流、温度和继电器的动作状态进行监控。通过串口与工控机控制模块以主从问答形式进行信息交互，包括命令的下发，信息的查询以及下发命令的执行情况等。