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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于GPS定位系統(tǒng)的搜救機(jī)器人
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本機(jī)器人集全球定位系統(tǒng)、ARM控制平臺(tái)、人體紅外感應(yīng)、超聲波測(cè)距、攝像頭等功能模塊于一身。機(jī)器人可以利用全球定位系統(tǒng)通過谷歌地圖，結(jié)合超聲波蔽障功能順利到達(dá)指定坐標(biāo)點(diǎn)，同時(shí)可進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、偵測(cè)傷者、攝像頭照相等搜救工作。并根據(jù)需要將各種環(huán)境信息及圖像信息及機(jī)器人各部分工作狀態(tài)（如車速，超聲波工作狀態(tài)，電源電壓等）傳回ARM或PC控制平臺(tái)，以確保高效、高質(zhì)量的完成救援任務(wù)。
- 詳細(xì)介紹：
- 一、制作背景: 我國(guó)是一個(gè)自然災(zāi)害頻發(fā)的國(guó)家，地震、洪澇等災(zāi)害波及面積廣，嚴(yán)重影響著我們的生活。如何在大范圍內(nèi)合理分配搜救工作，精準(zhǔn)定位幸存者位置，提供受困者所處環(huán)境信息，提高搜救效率就顯得尤為重要?；贕PS定位系統(tǒng)的智能搜救機(jī)器人，具有自檢和搜救功能，可方便協(xié)助搜救人員高效的完成搜救工作。 二、車體機(jī)器人系統(tǒng)說明： 1、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 這里使用雙路全橋式電機(jī)驅(qū)動(dòng)L298，由于其具有： ? 工作電壓高達(dá)46V； ? 總DC電流達(dá)4A； ? 低飽和電壓； ? 具有過溫保護(hù)功能 ? 邏輯“0”輸入電壓高達(dá)1.5V(高抗噪性)等特性優(yōu)點(diǎn)。 并且電路中采用光耦隔離，大大提高了單片機(jī)對(duì)直流電機(jī)的抗干擾能力。其次L298還提供一個(gè)額外的電壓輸入，所以其邏輯電路可以工作在更低的電壓。系統(tǒng)供電部分，將驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)等其他模塊分開供電，進(jìn)一步降低直流電機(jī)的工作對(duì)其他部分的影響。 2、霍爾元件車速檢測(cè) 由于霍爾元件對(duì)磁場(chǎng)的感應(yīng)比較明顯，所以把霍爾元件集成的開關(guān)安裝在車輪附近上，當(dāng)裝在車輪上均勻分布的永磁體經(jīng)過它時(shí)，將產(chǎn)生脈沖信號(hào)。單片機(jī)利用定時(shí)器可以測(cè)量脈沖信號(hào)列的時(shí)間間隔長(zhǎng)短，計(jì)算出該運(yùn)動(dòng)物體的位移速度并返回給操控端。 3、語(yǔ)音系統(tǒng) 慮到該作品只是搜救機(jī)器人系統(tǒng)的模型，用51單片機(jī)處理語(yǔ)音速度有點(diǎn)慢，而且用簡(jiǎn)單的無線模塊處理語(yǔ)音相對(duì)復(fù)雜且不實(shí)用，所以暫時(shí)用語(yǔ)音模塊模擬代替該部分功能。 該部分采用ISD1700語(yǔ)音芯片，主要因?yàn)槠洌? ? 可處理多達(dá)255段信息； ? 多種采樣頻率對(duì)應(yīng)多種錄放時(shí)間； ? 音質(zhì)好，電壓范圍寬，應(yīng)用靈活等優(yōu)點(diǎn)。 由于可以利用震蕩電阻的不同改變芯片的采樣頻率，所以設(shè)計(jì)電路中把采樣電阻ROSC設(shè)計(jì)為可更換的，使錄音的效果可控制。語(yǔ)音播放按鈕由單片機(jī)控制，當(dāng)紅外模塊檢測(cè)到周圍有人存在時(shí)，單片機(jī)就會(huì)啟動(dòng)語(yǔ)音模塊，播放已經(jīng)錄制好的聲音，對(duì)受困者進(jìn)行安慰。 （注：次部分設(shè)計(jì)只是暫時(shí)替代語(yǔ)音部分的功能，實(shí)際語(yǔ)音部分的設(shè)計(jì)安排并非這樣。） 4、雙單片機(jī)處理系統(tǒng) 由于整個(gè)系統(tǒng)比較復(fù)雜，要實(shí)現(xiàn)的功能比較繁多，用一片單片機(jī)處理，很大程度上會(huì)影響整體的運(yùn)行速度和部分模塊的控制，古采用兩塊單片機(jī)協(xié)調(diào)處理。兩塊單片機(jī)分工工作，并進(jìn)行信息交流。主單片機(jī)直接接收無線模塊傳給的信息，然后進(jìn)行工作的分配。根據(jù)工作的不同，把部分工作交給從單片機(jī)處理。 單片機(jī)間通信協(xié)議介紹：該處的通信協(xié)議為開發(fā)者自定義的五線單向傳輸，其中四根信號(hào)線，一根控制線。為了盡可能簡(jiǎn)化傳送的數(shù)據(jù)，提高系統(tǒng)的工作效率，主單片機(jī)采用開關(guān)式指令給從單片機(jī)分配任務(wù)，即每條指令只有四個(gè)有效位控制?？刂菩盘?hào)線直接和從機(jī)的外部中斷零相接，當(dāng)主機(jī)發(fā)送一個(gè)下降沿時(shí)，從機(jī)進(jìn)入中段讀取指令并調(diào)整內(nèi)部的工作模式以完成相應(yīng)的工作。 主從機(jī)的主要分工如下： 主機(jī)： ? 負(fù)責(zé)無線模塊信息的接受與處理； ? 車體前后左右等的控制； 超聲波模塊的控制，用以實(shí)現(xiàn)避障和雷達(dá)掃描等動(dòng)作； ? 連接人體紅外感應(yīng)模塊，并控制語(yǔ)音系統(tǒng)。 從機(jī)： ? 對(duì)GPS信號(hào)進(jìn)行有效信息提?。? ? 控制攝像頭的工作，完成圖片的采集與分割； ? 控制電壓檢測(cè)電路，并作出臨界提示； ? 完成車速的檢測(cè)； ? 其他傳感器信息的采集與處理； 5、利用模擬開關(guān)信號(hào)交替?zhèn)魉? 機(jī)器人部分所以的信息都是經(jīng)過模擬開關(guān)CD4066的控制利用無線模塊發(fā)送出去的。CD4066是四雙向模擬開關(guān)，主要用作模擬或數(shù)字信號(hào)的多路傳輸。引出端排列及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如右圖，具有比較低的導(dǎo)通阻抗。另外，導(dǎo)通阻抗在整個(gè)輸入信號(hào)范圍內(nèi)基本不變。CD4066由四個(gè)相互獨(dú)立的雙向開關(guān)組成，每個(gè)開關(guān)有一個(gè)控制信號(hào)，開關(guān)中的p和n器件在控制信號(hào)作用下同時(shí)開關(guān)。這種結(jié)構(gòu)消除了開關(guān)晶體管閾值電壓隨輸入信號(hào)的變化，因此在整個(gè)工作信號(hào)范圍內(nèi)導(dǎo)通阻抗比較低。與單通道開關(guān)相比，具有輸入信號(hào)峰值電壓范圍等于電源電壓以及在輸入信號(hào)范圍內(nèi)導(dǎo)通阻抗比較穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。 6、對(duì)人體紅外感應(yīng)模塊的使用處理 采用熱釋電紅外開關(guān)，是BISS0001配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成的被動(dòng)式紅外開關(guān)。其有以下特點(diǎn)： ? 采用PIR熱釋電傳感器 ? 低功耗、靜態(tài)功耗50uA ? 寬電壓范圍（DC 4.5-20V） ? 電路板體積小 ? 感應(yīng)距離7米 ? L不可重復(fù)觸發(fā)/H重復(fù)觸發(fā) ? 利用菲涅爾鏡增大感應(yīng)角度為110° 當(dāng)檢測(cè)到有人時(shí)，該模塊將產(chǎn)生低電平，單片機(jī)采集到該信號(hào)后開啟語(yǔ)音系統(tǒng)。 7、機(jī)器人方位識(shí)別的設(shè)計(jì) 為了解決機(jī)超聲波正對(duì)前方的問題，特意做了如下設(shè)計(jì)：把一根針固定在步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，讓其隨超聲波，攝像頭一起轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)軸上的針與旁邊樹立額針相接處時(shí)即表示超聲波正對(duì)著前方。為了防止攝像頭在拍攝四周情況時(shí)數(shù)據(jù)線纏繞問題，程序中以正前方為基準(zhǔn)，讓其正傳一周后下次反轉(zhuǎn)。啟動(dòng)機(jī)器后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)擺正位置。 8、超聲波模塊 HC-SR04超聲波測(cè)試模塊可測(cè)量2mm——400mm的非接觸式距離， 精度可達(dá)3mm。 ★故障自檢：超聲波模塊的工作時(shí)序如下圖，根據(jù)時(shí)序圖，在程序中，觸發(fā)信號(hào)發(fā)生前后和等待超聲波輸出響應(yīng)時(shí)，特意加入了對(duì)連接線路的檢查功能，再根據(jù)不同位置的檢測(cè)狀況由單片機(jī)分析超聲波是否工作，及其出現(xiàn)故障的原因，并最終把情況反映給操控端。 ★雷達(dá)模擬：通過精確控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，以正前方為基準(zhǔn)，使其每轉(zhuǎn)動(dòng)以固定角度后超聲波工作一次，采集一次改角度時(shí)障礙物的距離，并把該次的數(shù)據(jù)和角度信息通過無線發(fā)送給控制端進(jìn)行處理。 ★自動(dòng)避障：車體在前進(jìn)的同時(shí)超聲波模塊不停的向前發(fā)送超聲波，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有障礙物并且靠近到一定距離時(shí)，車體將停止前行，超聲波模塊左右旋轉(zhuǎn)，尋找合適的方向后繼續(xù)前行。 9、攝像頭連接 攝像頭采用PTC08串口攝像頭模塊，通過標(biāo)準(zhǔn)的三線式 RS-232 通信接口以及簡(jiǎn)單的圖像傳輸協(xié)議，與單片機(jī)連接；預(yù)留的紅外補(bǔ)光功能接口可以外接紅外燈板，在各種光照條件下清晰成像，生成JEPG格式圖片。因?yàn)樵摂z像頭工作電流為 80-100MA，紅外燈工作時(shí)共有 200-300MA，耗電較大，同時(shí)因?yàn)榇跀z像頭是被動(dòng)工作，因此在使用時(shí)使用可控的開關(guān)對(duì)串口攝像頭的電源進(jìn)行控制，以盡量減少電池能源的消耗。 由于無線模塊每次發(fā)送的字節(jié)比較少，為32位，為了保證圖片的質(zhì)量和正常傳送，設(shè)計(jì)中將攝像頭緩存中的圖片信息分次讀取并發(fā)送，每次發(fā)送16位，并加上起始和結(jié)束標(biāo)志各八位共32位。接收端將每次收到的圖片數(shù)據(jù)過濾，提取有效數(shù)據(jù)并合并，重新恢復(fù)顯示圖片。 10、GPS模塊的使用 本系統(tǒng)采用日本原裝全新 JRC G591 模塊，此模塊基于 JRC 第九代方案，可支持多達(dá) 210PRN 通道，其中有 66 搜索通道和 22 同步跟蹤通道，它支持l1波段信號(hào)集，如全球定位系統(tǒng)的C/A和SBAS（包括WAAS,EGNOS MSAS）具有較高靈敏性度以及跟蹤性能。 G591參數(shù)如下： 結(jié)構(gòu)尺寸：15.9*13.1*2.5mm 工作頻率：L1, 1.57542 GHz 波 特 率：9600bps I/O 協(xié)議： NMEA0183 功 耗：38mW 定位精度：<2.5m 信號(hào)靈敏度：-164dBm 衛(wèi)星信道：88 通道, (66 個(gè)捕獲通道,22 個(gè)追蹤通道) 啟動(dòng)時(shí)間：<1.5s(熱啟),<34s(溫啟),<35s(冷啟) 該模塊通過與單片機(jī)的UART接口連接，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的控制。該GPS模塊配合攝像頭采集來的環(huán)境圖像信息進(jìn)行精確定位，確定幸存者方位。 11、機(jī)器人電壓測(cè)量 搜救機(jī)器人是在比較復(fù)雜的環(huán)境中工作，因此自身的能源問題是不得不不考慮的，否則就會(huì)出現(xiàn)有去無回的悲慘局面。所以就必須實(shí)時(shí)對(duì)其自身的能源進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一擔(dān)能量接近不足就要提前采取相應(yīng)的措施。 為了節(jié)約I/O口，設(shè)計(jì)中采用了串行ADC0831對(duì)其自身能量監(jiān)測(cè)。但為AD提供一個(gè)穩(wěn)定的參考電壓變成了難點(diǎn)。為解決這個(gè)問題，設(shè)計(jì)中使用了可編程精密參考TL431。TL431集成電路是三端可編程并聯(lián)穩(wěn)壓二極管，這些單片集成電路電壓基準(zhǔn)如同低溫度系數(shù)齊納管一樣運(yùn)行，通過2個(gè)外部電阻可從Vref編程至36伏。這些器件顯示出寬工作電流范圍，在典型動(dòng)態(tài)阻抗0.22歐姆時(shí)為1.0毫安至100毫安。 TL431的連接如下圖： 芯片內(nèi)部具有穩(wěn)定的參考電壓Vref=2.5V； 實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)令R1=0，R2= ∞；即R2處開路。 Vout即為AD的參考電壓2.5伏，再用大電阻分壓AD采集，通過單片機(jī)計(jì)算并用程序補(bǔ)償校準(zhǔn)，最后把準(zhǔn)確的值返回給操控界面，并且當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定值時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警提示。 12、無線模塊 在搜救機(jī)器人模型設(shè)計(jì)階段 我們采用RF1100-232無線模塊作為無線傳送工具。因?yàn)槠渚哂幸韵聝?yōu)點(diǎn)： ?低功耗，最大發(fā)射功率10mW ?載頻頻段433MHz，免費(fèi)ISM頻段 ?高抗干擾能力和低誤碼率 ?傳送距離遠(yuǎn)（9600bps時(shí)可傳送距離大于200m） ?256個(gè)可編程信道（20M頻段） 無線模塊的輸出端直接和主單片機(jī)相連，直接把接收到的數(shù)據(jù)傳遞給主單片機(jī)；無線模塊接收端與模擬開關(guān)相連接，接收來自從單片機(jī)和攝像頭的部分發(fā)送的數(shù)據(jù)。 13、PC端的連接與控制 電腦已經(jīng)成為很普通的工具，具有處理速度高，因此用PC操控與處理所接收到的數(shù)據(jù)有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。 在此，PC端操控程序用VC++編寫，其硬件連接比較簡(jiǎn)單，只需用串口將其與無線模塊連接即可。 14.ARM端的連接與控制 為了方便攜帶與控制，設(shè)計(jì)中特意使用了ARM作為手持控制端。利用evc在wince 5.0 平臺(tái)上開發(fā) 三、上位機(jī)的設(shè)計(jì)： 上位機(jī)采用VC語(yǔ)言在MFC平臺(tái)上開發(fā)Windows應(yīng)用程序，為用戶開發(fā)友好的操作界面，通過串口通信實(shí)現(xiàn)對(duì)下位機(jī)的實(shí)時(shí)控制，實(shí)時(shí)采集環(huán)境數(shù)據(jù)，并將獲取的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)導(dǎo)入Google Earth，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的定位導(dǎo)航，更直觀的獲取周圍環(huán)境的地理信息采用JPEG庫(kù)進(jìn)行對(duì)圖像的解碼，將無線接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)得以在窗口顯示。 ARM采用EVC為開發(fā)工具，在WINCE5.0平臺(tái)上進(jìn)行嵌入式開發(fā)，對(duì)下位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制以及采集信息的分析處理。 以下為技術(shù)環(huán)節(jié)的詳細(xì)介紹： 1.MFC開發(fā)平臺(tái) MFC,微軟基礎(chǔ)類(Microsoft Foundation Classes),實(shí)際上是微軟提供的,用于在C++環(huán)境下編寫應(yīng)用程序的一個(gè)框架和引擎,VC++是Windows下開發(fā)人員使用的專業(yè)C++ SDK(SDK,Standard SoftWare Develop Kit,專業(yè)軟件開發(fā)平臺(tái)) MFC是Win API與C++的結(jié)合,API,即微軟提供的Windows下應(yīng)用程序的編程語(yǔ)言接口,是一種軟件編程的規(guī)范，在MFC平臺(tái)下開發(fā)軟件，可以縮短開發(fā)的周期。 2.MSCOMM控件串口通信 MSComm 是 Microsoft 公司為簡(jiǎn)化Windows下串行端口編程而提供的ActiveX控件，它提供了一系列標(biāo)準(zhǔn)通訊命令的使用接口，為應(yīng)用程序提供了通過串行口收發(fā)數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)潔方法。處理數(shù)據(jù)的方式有事件驅(qū)動(dòng)（Event-driver）、查詢法(Inquire)兩種。 該項(xiàng)目中采用事件驅(qū)動(dòng)的方式進(jìn)行串口通信。 事件驅(qū)動(dòng)法 在使用事件驅(qū)動(dòng)法設(shè)計(jì)程序時(shí)，每當(dāng)有新字符到達(dá)、端口狀態(tài)變化或發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，MSComm控件將解發(fā)OnComm事件，而應(yīng)用程序在捕獲該事件后，通過檢查MSComm控件的CommEvent屬性可以獲知所發(fā)生的事件或錯(cuò)誤，從而采取相應(yīng)的操作。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是程序響應(yīng)及時(shí)，可靠性高。 3.Jpeglib圖像的解碼 JpegLib庫(kù)開放源代碼的組成 1）makefile。JpegLib庫(kù)中有很多文件名為makefile的文件。它的后綴名表示它所用于的平臺(tái)或用途。 2）makefile中LIBSOURCES變量所代表的文件是JpegLib的核心算法部分。 3）makefile中SYSDEPSOURCES變量所代表的文件是JpegLib中負(fù)責(zé)內(nèi)存分配的部 4）makefile中APPSOURCES變量所代表的文件是JpegLib中提供諸如命令行壓縮Jpeg之類的功能的部分，是一些工具。 5）makefile中INCLUDES變量所代表的文件是源代碼中用到的頭文件。 6）makefile中DOCS變量所代表的文件是一些文檔、測(cè)試用例之類的東西。其中最有用的是example.c。 7）jconfig。JpegLib庫(kù)中還有很多和makefile類似的jconfig，這是針對(duì)不同平臺(tái)的類型聲明。使用時(shí)，根據(jù)需要，將適當(dāng)?shù)膉config文件的后綴名改為h。 4.嵌入式開發(fā)技術(shù) 以EVC為嵌入式開發(fā)工具，在WINCE5.0平臺(tái)上開發(fā)了實(shí)時(shí)控制車體的軟件，串口通信采集SerialPort類，采用事件驅(qū)動(dòng)的方式與下位機(jī)進(jìn)行通信，運(yùn)用繪圖技術(shù)，仿真出模擬雷達(dá)界面，更直觀的讀取超聲波返回的數(shù)據(jù)
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作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的： 無法預(yù)料的災(zāi)難經(jīng)常影響著我們的生活。如何在大范圍內(nèi)合理分配搜救工作，精準(zhǔn)定位幸存者位置，提供受困者所處環(huán)境信息以協(xié)助搜救人員高效的完成搜救工作就顯得尤為重要。 基本思路： 控制端利用谷歌地圖給機(jī)器人導(dǎo)航，使其在指定區(qū)域內(nèi)逐步縮小范圍進(jìn)行搜索。 各部分主要功能如下： PC控制平臺(tái)：基于Windows XP和win7系統(tǒng)下的機(jī)器人控制軟件，通過無線模塊接收搜救機(jī)器人所發(fā)送的所有信息；利用接收到的GPS信息通過谷歌地圖導(dǎo)航；可捕捉任意角度圖片信息；模擬雷達(dá)界面,顯示搜救環(huán)境基本信息。 ARM控制平臺(tái)：用EVC在wince 5.0 平臺(tái)上開發(fā)ARM控制端程序；實(shí)現(xiàn)PC控制端的所有功能。 車體機(jī)器人：用兩塊51單片機(jī)作為處理器，攜帶GPS，CMOS攝像頭，紅外，超聲波，語(yǔ)音系統(tǒng)等模塊，協(xié)調(diào)完成各個(gè)功能。 技術(shù)關(guān)鍵： 1、GPS的定位和谷歌地圖導(dǎo)航，控制端通過谷歌地圖給機(jī)器人指定工作點(diǎn)和搜尋范圍； 2、圖像的分割傳送，重新組合與解碼壓縮； 3、搜救機(jī)器人自身健康的檢測(cè)和自我分析； 4、大量數(shù)據(jù)通過無線模塊的分時(shí)發(fā)送； 5、超聲波雷達(dá)掃描的精確模擬； 6、自動(dòng)尋找最適方向前行； 主要技術(shù)指標(biāo)： 1、精確判斷出故障原因； 2、準(zhǔn)確采集機(jī)器人供電，誤差0.01V； 3、圖片的精確分割與重組, 無線范圍內(nèi)無失真現(xiàn)象； 4、雷達(dá)模擬掃描，角度誤差<0.7度，距離誤差<1cm； 5、谷歌地圖導(dǎo)航誤差<4m；
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本作品結(jié)合實(shí)際需要，將現(xiàn)代通信技術(shù)、信息處理技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和嵌入式技術(shù)等相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)功能比較完備的自檢和搜救功能。 將GPS與谷歌地圖相結(jié)合，增強(qiáng)了實(shí)時(shí)的控制能力。 豐富的信息采集，更有助于協(xié)助搜救人員完成搜救任務(wù)。 視頻圖像的捕捉，模擬雷達(dá)的勘測(cè)，方便有效的掌握實(shí)際的情況。采用ARM控制，攜帶與操作方便。 整體的設(shè)計(jì)成本比較低，對(duì)實(shí)際問題的考慮比較全面，設(shè)計(jì)和構(gòu)思有比較強(qiáng)的用價(jià)值。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2010年，該作品在西安電子科技大學(xué)第二十二屆星火杯中獲特等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 報(bào)告中所述功能基本完成和實(shí)現(xiàn)，但部分參數(shù)沒有達(dá)到理想指標(biāo)。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 未技術(shù)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實(shí)物現(xiàn)場(chǎng)演示，有圖片、視頻記錄
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- ? 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：利用GPS和谷歌定位功能，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在指定區(qū)域的搜救工作，既可人工控制也可自動(dòng)控制； 將超聲波掃描和圖像采集相結(jié)合，既可以知道具體的物體形狀，又可以確定其所處的環(huán)境位置。 適應(yīng)范圍及推廣前景：適用于各種災(zāi)害救援現(xiàn)場(chǎng)的勘察。由于系統(tǒng)對(duì)信息反饋較全面，且易于操作，因而對(duì)于救援工作什么有利，將會(huì)有很好的應(yīng)用前景。 市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)：本系統(tǒng)制作成本較低，功能較全面，因而將會(huì)有很好的市場(chǎng)。
同類課題研究水平概述
- “911”事件救援工作中救援機(jī)器人的應(yīng)用，使人們?cè)絹碓娇粗貦C(jī)器人在搜救工作中的應(yīng)用。機(jī)器人可以替代救援人員從事偵查、救援探測(cè)等許多準(zhǔn)備或高危工作，方便救援人員制定最優(yōu)的救援方案，減少人員的傷亡。在災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)中，救災(zāi)機(jī)器人能否迅速找到幸存者的位置以及對(duì)周圍情況作出反饋，將關(guān)系著救援工作的順利展開。在今后的救援工作中，智能搜救機(jī)器人將起到舉足輕重的作用。 在國(guó)外，救災(zāi)機(jī)器人發(fā)展迅速。 InuKtun公司研制了機(jī)器人MicroVGTV，由于采用電纜控制，隨著搜救范圍的展開，其活動(dòng)嚴(yán)重受到限制。日本大阪大學(xué)研制出蛇形機(jī)器人，能在高低不平的模擬廢墟上前進(jìn)，其頂端帶有一部小型監(jiān)視器,身體部位安裝傳感器，可以在地震后的廢墟里尋找幸存者。美國(guó)iRobot公司研制了PackBot系列機(jī)器人，能適應(yīng)崎嶇不平的地形環(huán)境和爬樓梯，主要執(zhí)行偵察任務(wù)、尋找幸存者、勘探化學(xué)品泄漏等任務(wù)。但是在人機(jī)交互、災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的反饋以及控制上都還存在著一定的困難。美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校研制出世界第一個(gè)蒼蠅機(jī)器人，雖然偵測(cè)方便，但由于技術(shù)以及制作工藝的限制，暫時(shí)難以在國(guó)內(nèi)推廣。 在國(guó)內(nèi)，救災(zāi)機(jī)器人的研究剛剛起步，但進(jìn)展很快。中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所在2002年研制了一種蛇形機(jī)器人，由關(guān)節(jié)模塊和蛇頭、蛇尾組成，在監(jiān)控系統(tǒng)的無線控制下可實(shí)現(xiàn)蜿蜒前進(jìn)、后退、側(cè)移、翻滾等多種動(dòng)作，并能通過安裝在蛇頭上的微型攝像頭將現(xiàn)場(chǎng)圖像傳回監(jiān)控系統(tǒng)。國(guó)防科技大學(xué)在2001年也研制了一種蛇形機(jī)器人。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)已開始研制煤礦救災(zāi)機(jī)器人。
