[發明專利]一種井下機器人通用可配置感知決策終端及感知決策方法

有效

• 申請號: 201910085889.0
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109814538B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 溫祿淳;張維斌;陳凡東;史若彤;黃玄哲;石磊;李冰;李桐喆;梁博
• 申請（專利權）人: 煤科集團沈陽研究院有限公司
• 主分類號: G05D1/00
• 分類號: G05D1/00;G05D1/10;G05D1/02
• 代理公司: 沈陽易通專利事務所 21116
• 代理人: 王建男

本發明公開了一種井下機器人通用可配置感知決策終端及感知決策方法，終端包括數據感知轉換模塊、決策處理器、數據傳輸模塊、無線網絡通訊模塊，其方法特征在于當煤礦發生礦難以后，向井下用于替代救援人員先行到達救援現場的機器人配備通用性的可配置感知決策終端，利用機器人本體的傳感器模塊，獲取機器人傳感器數據、井下空間數據，進行快速決策分析，并向機器人傳輸最優移動路徑進行有效避障移動，到達災害救援指定區域。本發明能夠為執行礦難搜救任務的飛行、履帶式行走等多種類機器人提供快速決策處理方法尋找最優移動路徑，提高了機器人救援移動的靈活性，為救援提供有效的技術支持，縮減機器人在井下移動的時間，具備推廣價值。

技術領域

本發明涉及煤礦井下無線通信技術領域，尤其是涉及一種井下機器人通用可配置感知決策終端及感知決策方法。

背景技術

在發生礦難以后，快速進入現場獲取實時數據是救援的首要任務。搜救人員需要進入井下進行搜救被困人員，而災害后的巷道現場本身具備極大的不確定性。在救援人員無法安全進入現場的情況下，很難準確判斷現場實時情況。目前，面對礦難現場環境復雜導致救援人員無法進入的問題，較為先進的方案是借助機器人的介入，由飛行機器人、履帶式機器人等各類型多功能機器人代替救援人員先行進入災害現場，這種方式雖然可以有效降低救援人員受傷害概率，提高了救援的工作效力，但是現有搜救多功能機器人存在很多不足。由于礦難現場情況各異，且用于救援的機器人種類繁多，無論是具有飛行功能的機器人還是具有履帶式行走功能的機器人，都缺乏統一接口的、可以遠程更新和自學習的用于決策邏輯分析的終端裝置，面對障礙物的處理方法基本依靠機器人自身出廠前預設的處理邏輯對傳感器裝置采集到的數據進行判斷決策，導致機器人在遇到不同復雜環境時，并不具備靈活決策的能力繼續移動，影響了救援的最佳時機。為了解決以上問題，急需研究一種通用適配于飛行、履帶式等不同類型機器人的感知決策終端裝置。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種井下機器人通用可配置感知決策終端及感知決策方法，解決了上述提到的利用飛行機器人、履帶式機器人等各類型多功能機器人在現場不能靈活決策并選擇最佳路線避障移動的問題。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案是：一種井下機器人通用可配置感知決策終端，包括：數據感知轉換模塊、決策處理器、數據傳輸模塊和無線網絡通訊模塊；

所述數據感知轉換模塊用于連接機器人，獲取機器人采集到的環境數據，對所述環境數據進行多數據信息融合，形成傳感器模塊數據集，并將所述傳感器模塊數據集轉換為實時空間數據集；

所述無線網絡通訊模塊用于連接后臺服務器，獲取更新配置文件和井下空間數據集；

所述決策處理器用于通過所述無線網絡通訊模塊獲取所述更新配置文件和井下空間數據集，通過所述數據感知轉換模塊獲取實時空間數據集，并對所述更新配置文件、井下空間數據集和實時空間數據集進行解析和數據轉換，得到對所述機器人進行控制的動作指令；

所述數據傳輸模塊用于連接機器人，將所述動作指令傳輸給所述機器人。

所述環境數據包括一氧化碳濃度、瓦斯濃度、超聲波數據、溫度數據、風力數據中的一種或若干種。

所述數據感知轉換模塊包括：

第一數據獲取模塊，用于獲取機器人本體采集到的環境數據；

信息融合模塊，用于對所述數據獲取模塊中的環境數據進行多數據信息融合，形成傳感器模塊數據集；

數據集轉換模塊，用于通過決策處理器輸出的數據轉換協議將傳感器模塊數據集轉換為實時空間數據集，并傳輸給決策處理器。

所述決策處理器包括：

第二數據獲取模塊，用于通過無線網絡通訊模塊獲取更新配置文件和井下空間數據集，并將更新配置文件輸出給第一解析模塊，將井下空間數據集輸出給第二解析模塊；