[發明專利]一種基于機器視覺的災后救援機器人及其控制系統與方法

在審

• 申請號: 201710368555.5
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107175643A
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 胡洪鈞;李志彬
• 申請（專利權）人: 寧德師范學院
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;B25J9/16;B25J9/10;B25J15/02
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產權代理事務所(普通合伙)35222
• 代理人: 楊唯

技術領域

本發明涉及機器人領域，具體而言，涉及一種基于機器視覺的災后救援機器人及其控制系統及其控制方法。

背景技術

近年來由于世界各地地質災害頻發，給人類的生產生活帶來了巨大的破壞。災害搜救工作的復雜性、危險性和緊迫性給救援工作帶來了極大的困難。在救災過程中，救援人員需要在較短的時間內及時地發現和解救幸存者，否則幸存者存活的幾率就會下降。為此需要有一款能夠在復雜而危險的環境中協助救援人員實時救援的機器人。

越障救援機器人是機器人發展的新興領域，屬于危險性作業的機器人。目前越障救援機器人主要有輪式、腿式和履帶式結構。輪式救援機器人結構簡易、重量輕、行走快，但在越障方面有一定的局限；腿式救援機器人能很好地適應復雜地形，但是行走速度慢且結構相對復雜；履帶式援機器人對復雜地形具有很強的適應能力并且動載小，但其重量大、耗能多。上述各種越障救援機器人功能較為簡單，在生命跡象探測和現場畫面實時傳輸等方面存在嚴重不足。本申請的發明人研究發現現在的越障機器人難以兼顧越障方便、行走靈活以及能夠對危險環境中有價值信息進行有效傳送，使得機器人的運用價值降低。

發明內容

本發明提供了一種基于機器視覺的災后救援機器人，旨在改善救援機器人不能兼顧越障與靈活快速移動的問題。

本發明還提供了一種機器人控制系統，旨在改善救援機器人不易實現傳送實時有效的畫面以及轉向不便、移動不靈活的問題。

本發明是這樣實現的：

一種基于機器視覺的災后救援機器人，所述機器人包括：

機身；

行走單元，包括兩組分別設于機身兩側的行走組件，所述行走組件包括第一車輪、第二車輪和第三車輪，所述第一車輪、所述第二車輪與所述第三車輪分別獨立驅動；所述第一車輪與所述第二車輪設在所述機身前端，所述第一車輪與所述第二車輪通過連桿連接，所述連桿與所述機身鉸接，所述連桿與所述機身之間設有彈性件；所述第三車輪設在所述機身的后端；

控制系統，與所述行走單元連接，所述控制系統控制所述行走單元的運動。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，所述機身朝向前端與后端分別伸出連接部。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，所述彈性件的一端連接至所述機身前端的連接部靠近第二車輪一側，所述彈性件的另一端連接至所述連桿靠近所述第二車輪一端上。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，所述機器人還包括抓取單元，所述抓取單元包括機械手、機械臂和舵機組，所述機械臂與所述機械手連接，所述機械手通過所述舵機組能夠實現多個自由度的活動。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，所述機械臂包括依次鉸接的第一臂和第二臂，所述舵機組包括第一舵機、第二舵機、第三舵機和第四舵機；

所述第一舵機設在所述機身上，所述第一舵機驅動所述第一臂旋轉；所述第一臂與所述第一舵機鉸接，所述第二舵機驅動所述第一臂相對所述第一舵機旋轉；

所述第三舵機設在所述第二臂與所述第一臂的連接處，所述第三舵機驅動所述第二臂相對所述第一臂旋轉；所述第四舵機設在所述機械手與所述第二臂的連接處，所述第四舵機驅動所述機械手相對所述第二臂旋轉。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，所述舵機組還包括第五舵機，所述第五舵機連接所述機械手與所述第四舵機，所述第五舵機驅動所述機械手相對所述第四舵機旋轉；所述機械手包括若干個可展開或者收攏的機械爪，所述第五舵機驅動若干所述機械爪的展開或者收攏。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，所述控制系統包括生命探測模塊和畫面實時傳輸模塊，所述生命探測模塊用于探測行走過程周圍環境是否有生命跡象；所述畫面實時傳輸模塊包括畫面采集器，所述畫面采集器設在所述機身頂部。

一種機器人控制系統，所述控制系統包括主控制模塊、驅動模塊、超聲波模塊、生命探測模塊、畫面實時傳輸模塊以及輸出接口模塊，所述主控制模塊分別與所述驅動模塊、所述超聲波模塊、所述生命探測模塊、所述畫面實時傳輸模塊連接；所述主控制模塊通過所述輸出接口模塊控制被控制對象。

進一步地，在本發明較佳的實施例中，所述畫面實時傳輸模塊包括畫面采集模塊和信息傳送模塊，所述畫面采集模塊與所述主控制模塊連接，所述畫面采集模塊通過所述信息傳送模塊向監控裝置傳輸實時畫面。

一種機器人的控制方法，包括以下步驟：

S1，控制系統控制機器人行走；

S2，機器人在行走過程中遇到障礙時，控制系統的超聲波模塊檢測障礙高度；