本發明涉及人工智能領域，具體而言，涉及一種掃地機器人系統。
背景技術：
1、隨著ai技術的發展，機器人智能化水平不斷提升，掃地機器人快速發展應用。大中型掃地機器人適用于多種室內外環境，如商業寫字樓、政務辦公樓、辦公園區、醫院、高校、場館展館、交通路面、工業車間等，能夠高效完成不同地面材質(如青路、水泥路、搓板路、紅磚路等)的智能清潔任務。
2、相對于家用小型掃地機，大中型掃地機器人需應對大面積、高人流量的復雜環境，對安全性有苛刻要求，例如，大中型掃地機器人多采用高能量密度鋰電池，如果電源管理系統失效或長期過充，可能引發熱失控，導致爆燃。室外使用中雨水或露水可能滲入電路，會導致漏電或短路等一定的安全風險。
3、并且，相對于家用小型掃地機器人，大中型掃地機器人技術要求更為復雜，包括對硬件算力需求提高和傳感器的融合更為復雜。相關技術中，大中型掃地機器人通常依賴激光定位和識別，環境感知缺陷會導致一定的安全風險，例如，激光雷達對低矮障礙物(如電線等)識別率較低，可能導致機器卡死或纏繞電機過載，并且玻璃門、鏡面等透明/反光表面可能會被誤判為開放空間，導致機器撞擊或跌落樓梯，此外，對移動物體(如行人等)的識別延遲存在一定延遲，可能會造成碰撞傷害。
4、因此，提供一種掃地機器人的硬件設計方案，以有效提升掃地機器人的環境感知能力，保證掃地機器人的使用安全和電氣安全，進而實現掃地機器人智能化落地，是目前亟待解決的問題。
技術實現思路
1、本發明的主要目的在于公開了一種掃地機器人系統，以至少解決相關技術中還缺乏一種掃地機器人的硬件設計方案，以有效提升掃地機器人的環境感知能力，保證掃地機器人的使用安全和電氣安全，進而實現掃地機器人智能化落地的問題。
2、根據本發明，提供了一種掃地機器人系統。
3、根據本發明的掃地機器人系統包括：掃地機器人本體，所述掃地機器人本體包括：電池及電源管理單元，包括：集成有電池管理系統bms和保護電路的電池組、以及實時監測所述電池組實時狀態和掃地機器人本體用電狀態的電源控制器，其中，電源控制器分別與主控制器、清潔控制器、行走電機控制器相連接；主控制器與傳感器單元，包括：所述主控制器，以及分別與所述主控制器相連接的多目視覺慣性模組、三維激光雷達、三維面陣tof，其中，所述多目視覺慣性模組采用多個攝像頭與慣性測量單元imu協同工作的架構；行走電機及驅動器單元，包括：所述行走電機控制器、以及分別與所述行走電機控制器相連接的舵機里程計、轉向編碼器、行走電機、以及轉向電機，其中，所述行走電機控制器還通過轉換器與所述主控制器相連接；以及清潔機構及控制器單元，包括：所述清潔控制器、以及分別與所述清潔控制器相連接的第一液位傳感器、垃圾箱滿溢傳感器、多個清潔器部件。
4、進一步地，所述電池組為磷酸鐵鋰電池組，所述電池組內集成的所述bms，設置于通過can總線實時采集所述電池組的多項參數，在所述bms檢測到參數異常時，通過控制信號觸發所述保護電路切斷輸出。
5、進一步地，所述電源控制器，設置于通過can通訊與清潔控制器進行數據交互，獨立控制各個清潔器部件的啟停狀態，還設置于通過rs232接口與主控制器連接，實現與主控制器之間的數據交互；所述電源控制器，集成有預充電電路，設置于在所述清潔控制器和所述行走電機控制器上電時，限制上電瞬間的過載電流。
6、進一步地，所述主控制器通過usb-typec接口連接所述多目視覺慣性模組，所述主控制器通過網口連接所述三維激光雷達，所述主控制器通過usb接口連接一個或多個所述三維面陣tof，其中，所述多目視覺慣性模組設置于通過視差計算生成深度圖，實現動態障礙物檢測，所述三維激光雷達設置于根據獲取到的三維坐標信息生成三維點云數據，實現全局定位與長距離障礙物識別，所述一個或多個三維面陣tof，設置于實時測量障礙物距離，補充近距離深度信息；所述主控制器通過hdmi接口連接人機交互裝置，所述主控制器通過網口連接路由器實現網絡連接，主控制器通過usb接口連接揚聲器。
7、進一步地，所述電源控制器的急停開關直接連接所述行走電機控制器，觸發時立即切斷電機驅動電源，采用機械互鎖設計方式防止誤操作；所述電源控制器直接輸出控制信號，通過中斷實現快速響應，切斷行走電機的動力輸出，以保證設備立即停止運動。
8、進一步地，所述多個清潔器部件包括：用于注水的清水泵電機，左右盤刷電機，吸力泵電機，盤刷升降電機、水刮升降電機；所述第一液位傳感器采用電容式或光電式傳感器檢測水箱的水位，輸出信號經adc轉換為數字量，通過can總線上報狀態信息，在水位低于預定水位閾值時自動停止水泵工作；所述垃圾箱滿溢傳感器采用超聲波或紅外檢測技術檢測垃圾箱的滿溢狀態信息。
9、進一步地，所述電源控制器，設置于通過串口連接一個或多個跌落傳感器，通過io輸入接口連接一個或多個碰撞傳感器，通過rs485接口分別連接一個或多個超聲傳感器和一個或多個揚塵傳感器，通過iic接口連接一個或多個環境溫度傳感器，并且分別為一個或多個跌落傳感器、一個或多個碰撞傳感器、一個或多個超聲傳感器、所述一個或多個揚塵傳感器、一個或多個環境溫度傳感器提供供電電壓；所述電源控制器，還設置于通過io輸入接口，分別連接開關機按鍵、啟停按鍵、急停開關，通過pwm輸出接口連接一個或多個狀態指示燈，通過io輸出接口，分別連接蜂鳴器和一個或多個轉向燈，通過rs485接口連接路由器，通過串口連接gps模塊，通過spi接口連接無線模塊，并且分別為所述一個或多個狀態指示燈、所述一個或多個轉向燈和蜂鳴器、所述路由器、所述gps模塊、所述無線模塊提供供電電壓，其中，所述路由器還通過網口與主控制器相連。
10、進一步地，上述掃地機器人系統還包括：基站，所述基站包括：基站控制器，連接有電池充電器，設置于實時監測基站端充電極片的限位開關的狀態，如果監測到所述限位開關的狀態為觸發狀態，則閉合放電繼電器，將所述電池充電器的輸出電壓施加到基站的充電極片上，其中，在所述掃地機器人本體與所述基站對裝成功的情況下，所述掃地機器人本體上的電源極片與所述基站的充電極片對接；所述掃地機器人本體，設置于監測掃地機器人本體端電源極片的電壓狀態，如果所述電源極片電壓達到預定電壓閾值時吸合充電繼電器，電池通過電源極片上的電壓進行充電；所述掃地機器人本體，還設置于監測電池充電狀態，當電池電量達到預定電量閾值或電池產生放電電流時，則斷開充電繼電器。
11、進一步地，所述基站還包括以下至少之一：
12、極片到位檢測裝置，通過io接口與所述基站控制器連接，設置于檢測機器人本體的電源極片與基站的充電極片對接時的極片的物理位置狀態，以確保充電極片與電源極片完全接觸，通過數字信號通知控制器，觸發充電流程或報警提示；
13、極片電壓檢測裝置，通過ad接口與所述基站控制器連接，設置于實時監測充電極片與電源極片之間的電壓差，以確保充電電壓穩定在預定電壓范圍內；
14、溫度傳感器，通過ad接口與所述基站控制器連接，設置于實時監測充電過程中的溫度變化，當溫度超過預定溫度閾值時，觸發充電器降低功率或停止充電。
15、進一步地，所述基站還包括以下至少之一：
16、設置于監測基站清水存儲箱液位高度的第二液位傳感器，與所述基站控制器連接，以及設置于控制清水注入所述清水存儲箱的電磁閥，所述第二液位傳感器和所述電磁閥分別與所述基站控制器連接；
17、設置于在所述掃地機器人本體和所述基站對裝成功后，對所述掃地機器人本體的污水進行排水作業的污水泵電機，與所述基站控制器連接；
18、設置于執行異常報警的蜂鳴器，與所述基站控制器連接；
19、設置于提供狀態提示的指示燈，與所述基站控制器連接；
20、設置于將采集的數據或控制指令傳輸至遠程監控中心，實現遠程管理與監控的無線模塊，與所述基站控制器連接。
21、根據本發明，基于視覺和激光雷達等多傳感器融合技術，提供了一種掃地機器人系統，有效提升了掃地機器人的環境感知能力，并且設計了多重電路保護機制，保證了掃地機器人的使用安全和電氣安全，進而可以實現掃地機器人的智能化落地。