[發明專利]考古發掘現場智能預探測系統

無效

• 申請號: 200810218228.2
• 申請日: 2008-12-05
• 公開（公告）號: CN101436038A
• 公開（公告）日: 2009-05-20
• 發明（設計）人: 鐵付德;朱曉蕊;李澤湘;王玨瑤;趙濤;曾文武;胥胥
• 申請（專利權）人: 中國國家博物館;哈爾濱工業大學深圳研究生院
• 主分類號: G05B19/02
• 分類號: G05B19/02;G01D21/02;H04N5/225
• 代理公司: 深圳市深遠專利商標事務所
• 代理人: 褚治保

技術領域

本發明涉及考古發掘現場預探測領域的自動化型技術產品，具體涉及 一套考古發掘現場智能預探測系統。該系統由遠程監控端、機器人及線纜 等附件組成。

背景技術

目前，國內暫無針對考古發掘現場預探測領域的自動化型技術產品。 考古發掘現場預探測多為兩種方法：對于現存盜洞的，從盜洞進入墓室內 勘察；對于封存良好的，采用人工發掘鏟(如洛陽鏟)鏟出探洞，對鏟中 帶出的土樣進行分析，估計該墓葬的發掘價值。

國外，2002年9月應用于胡夫金字塔探秘的“金字塔漫游者”機器 人。其長30cm，寬12cm，高度在11～28cm范圍內可調，重量只有2.7公 斤。機器人的電纜提供電力，圖象和指令也由此傳輸。機器人設計人員通 過視頻傳輸回的圖像在遠程端遙操控機器人?！敖鹱炙握摺睂⑼ㄟ^自 身裝配的多種裝置對石門進行全方位探測，其裝置包括可用來測量巖石厚 度的超聲波傳感器、世界上最小的地面探測雷達系統、力度測量儀、導電 傳感器以及一個由視覺纖維構成的高分辨率光纖攝像鏡頭。各部件的作用 如下：

1、超聲波傳感器。它可以用來測量巖石的厚度，以確定石塊到底是 厚度有限的“門”，還是一塊在通道內封住去路的巨石。

2、世界上最小的地面探測雷達系統。它通過靈敏的探頭發送的電磁 波可穿透超過90厘米的混凝土，根據電磁波穿透巖石的速度精確測出巖 石的密度及厚度結構圖。也就是說，如果這扇石門后面果真存在其他的遠 古遺跡，如除“國王殯室”和“王后殯室”之外的第三大墓室，一幅大致 的金字塔秘密通道“素描”圖將呈現在世人面前。

3、力度測量儀。它可以測試南通道的石門在施以壓力的情況下能否 移動及移動的方向。同時，在測試過程中，運用其他設備在巖石和通道壁 之間尋找縫隙以便讓光纖攝像鏡頭通過。

4、一個由視覺纖維構成的高分別率光纖攝像鏡頭。它可以從石門下 方的凹槽進入通道內部進行拍攝。工作人員將通過連接到機器人身上的控 制線路操縱“金字塔漫游者”的活動。

5、導電傳感器。它將用于測試石門上的銅把手，檢測上面是否帶有 某種電路裝置。

該機器人系統針對胡夫金字塔的內部構造探測研發設計，各項性能指 標局限于金字塔內部探測的需求。所攜帶傳感器除攝影外多為繪制墓室結 構準備，攝像圖像為單色灰度圖。雖然該設計滿足了當時的項目需要，但 不具備推廣應用性，尤其對于我國地下埋藏型墓葬的考古發掘環境不具有 適應性。

發明內容

技術問題

中國作為四大文明古國，歷史遺跡豐富。面對古墓葬等一些非再生資 源，在沒有充足的預探測數據資料的前提下決定發掘價值是武斷和盲目 的。本發明具有以下目的：

1、為文物出土后的保護提供有效數據。

由于長年埋在地下，文物在地下環境中，經過了一段時間的被腐蝕與 抗腐蝕，逐漸與地下埋藏環境建立了一種平衡體系，使其在地下埋藏環境 中的腐蝕速度變得越來越慢，有的甚至可以認為已經停止了腐蝕。在考古 發掘過程中，無論是地下的埋藏環境，還是出土時的地上環境，文物離了 原有的平衡環境，在化學性能的不穩定性勢必使其面臨復雜的病變及損 害。因此在探測器上應搭載相應的多個環境傳感器，用以采集地下環境數 據，為文物后期保護工作做鋪墊。

2、實現可廣泛應用的微損傷發掘現場預探測功能

作為發掘現場預探測功能機器人，應對發掘現場盡可能的提供保護。 由于地下空腔墻壁上往往飾有壁畫等化學屬性不穩定的文物，探測人員如 直接進入發掘現場，勢必破壞原埋藏環境的空氣成分；如帶氧氣瓶等呼吸 器進入，則成本過高。此外，我國墓葬形式多樣環境復雜，不適合人員貿 然進入墓葬內探測。因此針對我國考古發掘現場發掘孔洞的特點，設計分 別適用于大尺寸探洞(直徑50cm以上)及小尺寸人工鏟探孔(直徑12cm 左右)兩種發掘孔洞的機器人，見圖2，使其無需對發掘現場做任何附加 損傷即可實現攝像等發掘現場預探測功能。

3、便于考古人員操作的智能預探測系統

中國的考古工作開始于五四運動時期，一個世紀以來延循著傳統的發 掘現場預探測技術。為使自動化系統可以廣泛的應用在考古發掘領域，需 要設計一套便于考古學者掌握應用的操作流程，達到無設計人員參與，考 古學者可獨立操控預探測系統的目的。

技術方案