[發明專利]一種超視距VR智能搜救系統及方法

在審

• 申請號: 202110570999.3
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113370224A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 殷俊清;任聰
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J9/16;B25J13/08
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司 11234
• 代理人: 郝震

1.一種超視距VR智能搜救系統，其特征在于，包括超視距遠程顯控系統、5G智能搜救機器人和搜救系統云端服務器；所述超視距遠程顯控系統、5G智能搜救機器人、搜救系統云端服務器之間通過有線或無線連接至公共網絡，實現雙向互聯通信。

2.根據權利要求1所述的一種超視距VR智能搜救系統，其特征在于，所述超視距遠程顯控系統包括顯控計算機組件或VR顯控設備；顯控計算機組件的顯示裝置包括加固主機、顯示器；顯控計算機組件的操控裝置包括操控臺、鼠標、鍵盤；VR顯控設備的顯示裝置包括頭戴式VR一體機，VR顯控設備的操控裝置包括藍牙、操控手柄。

3.根據權利要求1所述的一種超視距VR智能搜救系統，其特征在于，所述5G智能搜救機器人包括安裝在本體頂部的5G交換系統(1)，安裝在本體前部的生命探測系統，導航運動控制系統和安裝在本體后部的油電混動系統(4)以及負載設備，負載設備包括執行機械臂、基站設施、生命物資以及醫療急救物資。

4.根據權利要求3所述的一種超視距VR智能搜救系統，其特征在于，所述5G交換系統(1)內置5G收發器、網絡交換機以及WIFI6熱點。

5.根據權利要求3所述的一種超視距VR智能搜救系統，其特征在于，所述生命探測系統包括雙目可見光變焦探測器(10)、熱成像、紅外探測器(11)、聲音探測器(12)、激光測距儀(13)以及5G交換系統(1)底部的光電信息處理組件(2)。

6.根據權利要求3所述的一種超視距VR智能搜救系統，其特征在于，所述導航運動控制系統包括云臺電機(5)、驅動電機(6)、舵機(7)、GNSS接收機(8)、IMU(9)以及運動控制信息處理組件(3)，所述云臺電機(5)驅動云臺調節生命探測系統各探測器的角度；驅動電機(6)和舵機(7)分別為5G智能搜救機器人提供驅動和角度調節動力；GNSS接收機(8)安裝在5G交換系統(1)頂部，IMU(9)布置在本體中部，運動控制信息處理組件(3)，位于光電信息處理組件(2)底部。

7.根據權利要求3所述的一種超視距VR智能搜救系統，其特征在于，所述油電混動系統(4)包括燃料發電機、臨時儲能裝置、儲能電池以及混電裝置。

8.根據權利要求1所述的一種超視距VR智能搜救系統，其特征在于，所述搜救系統云端服務器提供云端管控服務包括登錄驗證、機器人狀態同步、任務記錄和搜救設備映射管理。

9.一種超視距VR智能搜救系統的工作方法，其特征在于，5G智能搜救機器人先電源啟動，自動連接云端服務器，更新搜救機器人ID系統電源狀態使能，然后開始狀態自檢，判斷遠程遙控連接是否穩定，啟動燃料發動機、開始搜救作業；

其中，狀態自檢包括：網絡連接狀態、生命探測系統狀態、執行機構狀態、導航狀態、儲能電源狀態、燃料發電狀態以及負載設備狀態；網絡連接狀態包括網絡制式及延遲；生命探測系統狀態包括雙目可見光、紅外、聲音、激光測距等探測器連接狀態；執行機構狀態包括云臺電機、驅動電機、舵機連接狀態、位置反饋、負載力矩；導航狀態包括衛星數量、經緯高、右前上速度、俯仰偏航滾轉姿態；儲能電源狀態包括電壓、剩余電量；燃料發電狀態包括是否發電、燃料余量；負載設備狀態包括負載1、2、……、n連接狀態；

超視距遠程顯控系統啟動并登錄，接著選擇賬戶內搜救機器人ID，獲取賬戶下搜救機器人ID狀態，判斷搜救機器人ID系統電源狀態是否使能，然后建立遠程顯控連接，檢查搜救機器人系統狀態，判斷機器人系統狀態是否全部正常，最后開始超視距智能搜救工作；

搜救機器人ID系統電源狀態、搜救機器人系統狀態、遙控連接狀態通過搜救系統云端服務器握手連接后，進行實時通信。

10.一種超視距VR智能搜救方法，其特征在于，5G智能搜救機器人端探索流程，5G智能搜救機器人端搜救流程；超視距遠程顯控系統探索流程，超視距遠程顯控系統搜救流程

5G智能搜救機器人端探索流程為：針對災后現場環境，通過雙目可見光變焦探測器采集雙目可見光圖像進行雙目圖傳、人形檢測；通過熱成像、紅外探測器采集熱成像、紅外圖像進行紅外圖傳、人形檢測、溫度檢測；合并可見光和紅外兩個波段的人形檢測結果；通過聲音采集器麥克風采集聲音進行聲音編碼；通過激光測距儀進行距離測量；同時采集5G交換系統的網絡狀態，GNSS的衛導信息，IMU的慣導信息，油電混動系統的儲能狀態、發電狀態，負載設備狀態，機構運動及負載狀態，將所有探索結果打包發送；

超視距遠程顯控系統探索流程為：對5G智能搜救機器人端探索結果進行收包解碼，對聲音解碼通過揚聲器、耳麥輸出，分解雙目可見光圖像數據、人形標記信息、紅外圖像數據、溫度標記信息、圖像中心距離、網絡制式及延遲、衛星數量及經緯高、右前上速度及俯仰偏航滾轉姿態、電壓與剩余電流、是否發電與燃料余量、負載1、2、……n設備狀態、云臺電機、驅動電機、舵機連接狀態、位置反饋、負載力矩，進行圖像及狀態信息的合成，輸出到顯控臺屏幕觀測、頭戴式VR觀測，供搜救人員進行災后現場環境分析；

超視距遠程顯控系統搜救流程為：根據VR視線方向、即VR一體機姿態輸出云臺控制指令，輸出藍牙手柄操控指令為運動控制指令，輸出操控臺指令為系統控制指令，輸出語音指令為聲音編碼，將所有搜救指令打包發送；

5G智能搜救機器人端搜救流程為：對搜救指令進行收包解碼，輸出云臺姿態控制指令到云臺姿態控制回路、控制云臺電機、驅動云臺機構、觀測災后現場環境；輸出運動控制指令分解到驅動控制回路、控制驅動電機、驅動動力輪組、實現災后現場運動；輸出運動控制指令分解到舵機控制回路、控制舵機、驅動擺動機構、實現災后現場越障；輸出系統控制指令分解到負載設備、實現負載設備控制；輸出系統控制指令分解到油電混動系統、操控油電混動系統啟停與切換；輸出系統控制指令分解到光學變焦機構、實現雙目可見光探測器光學變焦；輸出聲音解碼到聲音發生器、向災后現場廣播語音消息；通過以上共同作用于災后現場環境，實現超視距、沉浸式搜救作業。