技术特征：
1.一种智能化仓储巡检机器人控制系统，其特征在于，包括机器人本体控制结构单元、机器人应用层和机器人平台展现；机器人本体控制结构单元，用于接受机器人应用层的控制指令，实现机器人应用层到机器人本体控制结构单元的直接共享控制；机器人应用层，与机器人本体控制结构单元各功能模块的映射与协同，且与机器人平台展现人机交互界面的协调规划；机器人平台展现，用于工作人员通过人机交互形式实时监控巡检进程。2.根据权利要求1所述的智能化仓储巡检机器人控制系统，其特征在于，机器人本体控制结构单元包括：检测信号转换模块、嵌入式主控系统、本体信号转换模块、电源模块、电机驱动模块、报警模块、超声波模块、传感器模块和温湿度模块；嵌入式主控系统分别与检测信号转换模块和本体信号转换模块信号连接，本体信号转换模块分别与电源模块、电机驱动模块、报警模块、超声波模块、传感器模块和温湿度模块信号连接。3.根据权利要求2所述的智能化仓储巡检机器人控制系统，其特征在于，外部信号通过检测信号转换模块与本体信号转换模块，且将该信号转换后输送至嵌入式主控系统；嵌入式主控系统包括控制器stm32、电源电路、晶振电路、复位电路、led电路和jp1/2/3接线端口；电源电路与控制器stm32中vdd_1/2/3任一端口相连接，电源电路中的usb接口接5v供电，之后降压处理后输出电压为3.3v；晶振电路与控制器stm32中oscin、oscout口相连接，用来给芯片提供时钟信号；复位电路与控制器stm32中nrst口相连接，当nrst引脚被拉低，产生外部复位，并产生复位脉冲，从而使系统复位；led电路与控制器stm32中vbat口相连接，用于外围led供电；jp1/2/3作为接线端口依次排列，其中jp1与控制器stm32中swio、swclk口相连接；jp2/3与控制器stm32中pa10、pa9口相连接。4.根据权利要求1所述的智能化仓储巡检机器人控制系统，其特征在于，机器人应用层包括巡检子系统的机器人端管理、网络子系统的web端管理和app子系统的可移动端管理；当定时程序触发机器人执行巡检任务且满足内部巡检条件时，启动初始化程序，调用各项巡检硬件设备，并按任务配置要求开始自动导航巡检，通过巡检子系统和网络子系统的数据融合以及各项硬件设备，监控人员会在app子系统中查看流程与异常信息。5.根据权利要求1所述的智能化仓储巡检机器人控制系统，其特征在于，机器人平台展现包括智能巡检平台、大数据平台、物联网平台和移动平台，分别负责机器人的巡检状态监控、数据存储管理以及人机交互的评估。6.一种智能化仓储巡检机器人控制方法，其特征在于，如权利要求1-5任意一项所述的智能化仓储巡检机器人控制系统，控制系统包括机器人本体控制结构单元、机器人应用层和机器人平台展现；机器人本体控制结构单元包括：检测信号转换模块、嵌入式主控系统、本体信号转换模块、电源模块、电机驱动模块、报警模块、超声波模块、传感器模块、温湿度模块；机器人应用层包括巡检子系统的机器人端管理、网络子系统的web端管理和app子系统的可移动端管理；机器人平台展现包括智能巡检平台、大数据平台、物联网平台和移动平
台；控制方法包括以下步骤：将机器人本体控制结构单元，机器人应用层和机器人平台展现相互绑定：步骤一：基于机器人本体控制结构单元，完成巡检机器人的信号转换以及各个模块的协调一致配合，且接受来自机器人应用层的共享控制指令；步骤二：基于机器人应用层，进行分层管理巡检机器人子系统、网络子系统与app子系统，协调控制本体结构单元与传递人机交互界面的信息；步骤三：基于机器人平台展现，搭建智能巡检平台，大数据平台，物联网平台以及移动平台，实现智能化仓储巡检机器人控制。7.根据权利要求6所述的智能化仓储巡检机器人控制方法，其特征在于，基于yolov3算法直接预测相对位置的方法识别障碍物、烟雾和火焰，使机器人进行巡检避障与路径规划以及采用自适应鲁棒滑模变结构控制算法完成巡检机器人的轨迹跟踪，算法实现仓储巡检机器人控制方法的步骤，以此实现机器人智能化仓储巡检。8.根据权利要求7所述的智能化仓储巡检机器人控制方法，其特征在于，基于yolov3算法直接预测相对位置的方法识别障碍物、烟雾和火焰，使机器人进行巡检避障与路径规划，具体步骤如下：步骤一：算法进行训练学习采集的人物数据集2880张、有烟雾和火焰的图片数据集2474张，均包括室内外两种场景；步骤二：基于采集的数据，对采集到的数据集用labelimg软件进行人工标注生成.xml标签文件；步骤三：利用yolov3网络进行500epoch的训练，经过该网络结构的多次预训练学习，从而达到后期迅速且精确识别障碍物、烟雾和火焰的效果。9.根据权利要求7所述的智能化仓储巡检机器人控制方法，其特征在于，采用自适应鲁棒滑模变结构控制算法完成巡检机器人的轨迹跟踪，具体步骤如下：步骤一：建立并给出巡检机器人运动学模型；步骤二：基于上述运动学模型的数学描述，设计机器人x位置控制律、y位置控制律和姿态控制律，并用lyapunov方法证明稳定性；步骤三：利用以上结果进一步的完成其仿真效果分析，说明该方法的可行性与鲁棒性。
技术总结
本发明提供了一种智能化仓储巡检机器人控制系统及控制方法，首先，以嵌入式主控系统为核心，且结合电源模块、电机驱动模块、报警模块、超声波模块、传感器模块和温湿度模块等完善机器人本体结构功能；然后，协调好智能化巡检机器人的三个应用管理层，其中在巡检子系统中采用基于YOLOv3算法直接预测相对位置的方法识别障碍物、烟雾和火焰等，使机器人更优的进行巡检避障与路径规划；最后，搭建巡检机器人的各项平台，且在系统控制子模块中通过采用自适应鲁棒滑模变结构控制算法完成巡检机器人的轨迹跟踪，针对现有这种人工管理与借助设备管理的模式，本发明能够解决其效率低，成本高，可靠性弱的问题。可靠性弱的问题。可靠性弱的问题。
技术研发人员：邱秉钊 高升 张伟 李慧婕
受保护的技术使用者：沈阳工业大学
技术研发日：2022.09.05
技术公布日：2022/11/22