小型環(huán)境偵測(cè)機(jī)器人系統(tǒng)及其自主導(dǎo)航技術(shù)研究.pdf

1、在發(fā)生核泄漏或者化學(xué)物質(zhì)的污染事故時(shí),環(huán)境檢測(cè)人員經(jīng)常會(huì)遇到情況不明、高度危險(xiǎn)、人員無(wú)法接近且使用通常手段無(wú)法檢測(cè)的區(qū)域,因而此時(shí)迫切需要能代替人進(jìn)入事故現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的機(jī)器人等智能化設(shè)備。而使用搭載了檢測(cè)儀器的小型環(huán)境偵測(cè)機(jī)器人,便可以方便安全地進(jìn)入污染現(xiàn)場(chǎng),取回樣本,同時(shí)獲得現(xiàn)場(chǎng)圖片和錄像,并能夠?qū)ξ廴驹炊ㄎ?為事故處理提供依據(jù)。此外,目前大型集會(huì)活動(dòng)頻繁,安保任務(wù)繁重,而對(duì)會(huì)場(chǎng)周?chē)７诺母鞣N車(chē)輛的底部檢查是一項(xiàng)重要的安保任務(wù),因?yàn)槠?chē)底

2、盤(pán)是藏匿物品,特別是炸藥等危險(xiǎn)品的常用位置。為了保護(hù)安保人員的生命安全,此時(shí)同樣需要有小型機(jī)器人能夠代替他們進(jìn)入汽車(chē)底部或一些城市狹小空間內(nèi)對(duì)可疑物品進(jìn)行探測(cè),但是目前面世的大部分機(jī)器人限于尺寸無(wú)法完成這個(gè)任務(wù)。針對(duì)這些需求,自2004年開(kāi)始,東南大學(xué)遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)江蘇省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與南京軍區(qū)裝備部防化研究所開(kāi)始合作研制“遠(yuǎn)程遙控環(huán)境偵測(cè)機(jī)器人”。本文以該項(xiàng)目為基礎(chǔ),并結(jié)合教育部創(chuàng)新工程培育項(xiàng)目“面向?yàn)?zāi)害偵測(cè)與應(yīng)急處理的遠(yuǎn)程控制技術(shù)”,重點(diǎn)

3、討論了小型遙操作環(huán)境偵測(cè)機(jī)器人系統(tǒng)及小型監(jiān)測(cè)機(jī)器人系統(tǒng)的開(kāi)發(fā),包括它們的總體結(jié)構(gòu)、傳感系統(tǒng)以及人機(jī)交互系統(tǒng),此外,本文還就機(jī)器人的自主行為及其協(xié)調(diào)機(jī)制進(jìn)行了探討。
　　 本文首先分析了小型遙操作環(huán)境偵測(cè)機(jī)器人的功能需求,并討論了機(jī)器人車(chē)體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)了一種層次式的,具有模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、局部智能等特點(diǎn)的電子系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu),根據(jù)實(shí)際需要選擇了用于定位導(dǎo)航、運(yùn)動(dòng)控制和環(huán)境偵測(cè)工作需要的傳感器,并詳細(xì)分析和討論了機(jī)器人的傳感器系統(tǒng)以及

4、機(jī)器人操作員控制器的設(shè)計(jì)。對(duì)小型監(jiān)測(cè)機(jī)器人系統(tǒng),本文亦做了類(lèi)似的討論和分析。機(jī)器人監(jiān)控系統(tǒng)是機(jī)器人系統(tǒng)的重要組成部分,是專(zhuān)門(mén)處理機(jī)器人在運(yùn)行中的各種信息和進(jìn)行人機(jī)交互活動(dòng)的軟件系統(tǒng)。本文以小型監(jiān)測(cè)機(jī)器人硬件系統(tǒng)為基礎(chǔ),討論并設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)潔、高效、靈活的機(jī)器人監(jiān)控軟件系統(tǒng)。詳細(xì)介紹了監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則及體系結(jié)構(gòu),并闡述了針對(duì)無(wú)線(xiàn)傳輸帶寬窄的限制及無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定等問(wèn)題,而提出的網(wǎng)絡(luò)帶寬自適應(yīng)的無(wú)線(xiàn)視頻傳輸方法的實(shí)現(xiàn)。最后將該監(jiān)控軟件系統(tǒng)應(yīng)用