标题：双轮腿式安防巡检机器人研究设计
作者：陈卡迪 苏忠雄 陆秀彤 谢承逍
作者单位：桂林电子科技大学海洋工程学院，桂林 北海 536000
关键字：STM32；LQR；VMC；ROS；轮腿机器人；安防巡检
摘要：为了提高工厂、仓库等环境复杂区域的安防巡检效率、降低巡检人员的工作强度和安全风险，设计一款双轮腿安防巡检机器人。采用装载Ubuntu以及ROS机器人操作系统的树莓派4B作为运行控制器，对来自深度相机的数据进行处理得到外界环境的视觉信息，处理激光雷达SLAM的数据以实现地图扫描构建与环境感知。采用STM32微处理器实现机器人的运动控制和数据处理，通过路径规划算法控制电机的运动，实现地图构建、定位及自主避障等功能。由于腿部运动会对轮式运动影响较大，采用五连杆的腿部结构方式与LQR算法作为运动的控制算法，以提高轮式平衡运动的抗干扰性；由于机器人需要在复杂地形下运动，采用VMC算法作为腿部运动的控制算法，以提高机器人在复杂地形下的适应性。同时，安防巡检作为双轮腿机器人的应用部分，采用图像识别算法，识别可能存在的火花、烟雾、小火苗等安全隐患。实验结果表明：该双轮腿安防巡检机器人能够实现自主安防巡检，并对存在的安全风险进行上报，自主安防巡检区域大小和风险上报率均满足设计要求。