基于開放式架構(gòu)的模塊化排爆機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、本研究借鑒PC機(jī)的發(fā)展模式，提出以模塊化為基礎(chǔ)的開放式架構(gòu)單兵反恐機(jī)器人系統(tǒng)構(gòu)建理念。通過對即插即用技術(shù)的研究與突破，實(shí)現(xiàn)支持模塊互連軟硬件技術(shù)的開發(fā)，同時(shí)通過多傳感器信息融合技術(shù)、多模態(tài)智能人機(jī)交互技術(shù)的研究，完成能夠全天候、全地形適應(yīng)的輕型單兵背負(fù)機(jī)器人移動平臺子系統(tǒng)和搭載多自由度的靈巧手臂子系統(tǒng)以及便攜式操控終端子系統(tǒng)的反恐機(jī)器人產(chǎn)品系統(tǒng)的研制。
　　 本項(xiàng)目重點(diǎn)研究了排爆機(jī)器人的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù):
　　 (1)借鑒P

2、C機(jī)發(fā)展模式，通過智能機(jī)器人功能的分布式研究，通過運(yùn)動單元、驅(qū)動單元、控制單元、信息感知單元的模塊化，構(gòu)建允許第三方參與的開放式機(jī)器人架構(gòu)。
　　 (2)針對開放式模塊化機(jī)器人架構(gòu)理念，實(shí)現(xiàn)以即插即用技術(shù)為基礎(chǔ)的硬件技術(shù)、接口技術(shù)、通訊技術(shù)以及軟件技術(shù)，方便后續(xù)擴(kuò)展的功能模塊與搭載設(shè)備的即插即用。進(jìn)行關(guān)鍵功能模塊的開發(fā)，其中包括通訊模塊，傳感器模塊，人機(jī)交互模塊，并基于嵌入式技術(shù)對各功能模塊進(jìn)行分布式構(gòu)建，方便用戶根據(jù)自身需求增

3、減功能模塊。
　　 (3)針對傳感器感知模塊，通過分析多傳感器獲取的冗余檢測信息，通過多傳感器信息融合技術(shù)的研究，提高系統(tǒng)在復(fù)雜、動態(tài)、不確定或未知環(huán)境下決策信息的準(zhǔn)確性，從而提高整機(jī)系統(tǒng)的安全性與可靠性。
　　 (4)針對基于開放式架構(gòu)的單兵反恐機(jī)器人系統(tǒng)的控制，通過多模態(tài)智能人機(jī)交互技術(shù)的研究，利用圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺、語音交互、姿態(tài)與位置識別技術(shù)進(jìn)行人機(jī)控制界面設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)應(yīng)用的交互功能，實(shí)現(xiàn)對反恐排爆機(jī)器人的智

4、能化控制。
　　 (5)研究機(jī)器人的防水技術(shù)、耐沖擊技術(shù)、耐溫濕技術(shù)、抗靜電技術(shù)，并進(jìn)行單元級與系統(tǒng)級條件下的試驗(yàn)測試。
　　 項(xiàng)目研制成功便攜式排爆機(jī)器人系統(tǒng)，僅有23kg，可單兵背負(fù);負(fù)載能力達(dá)到60kg，最大運(yùn)動速度達(dá)到1.4m/s;防水設(shè)計(jì)，可以全天候、全地形行走，可以進(jìn)入大部分狹窄的危險(xiǎn)場景，包括:飛機(jī)、火車、公交車、鐵路、建筑廢墟、化工場所、核輻射場所等。該機(jī)器人方便攜帶，能方便裝載在現(xiàn)有的任何排爆車上，一旦