一種小型履帶式探測多機器人系統的製作方法

2023-07-31 11:15:11

本發明涉及一種探測多機器人，尤其涉及一種小型履帶式探測多機器人系統。

背景技術：

多機器人在軍事、航天以及工業上都有很大的應用前景，在無人機組、水下航行器組的偵查和探測作業中都發揮了重要作用。由於野外探測具有對象多樣性、環境多變性、地形複雜性的特點，與單機器人相比，多機器人更適合完成野外探測的任務。多機器人可在不同區域同時作業或在不同時間內執行任務，提高完成任務的效率；多個機器人分布在較大區域，擴大了機器人系統對環境的感知範圍，各個成員間的信息交換可使定位更加精確有效；多個機器人系統同時降低了單個機器人的設計複雜度，提高了單個機器人的可靠性，從而提高整個系統的可靠性。多機器人系統應用在局域的偵查、巡邏等工作中可以極大提高工作效率；履帶式的結構可以提升機器人在野外活動的通過性，爬坡和越障性能好，能夠適應多種環境的要求。

技術實現要素：

針對以上所述的需要，本發明的目的在於設計一種小型履帶式探測多機器人系統，供野外及惡劣環境的探測和偵查使用。

為了實現上述目的，本發明提供了一種小型履帶式探測多機器人系統，主要包括：履帶機器人子系統(1)和遠程監控子系統(2)，其中履帶機器人子系統(1)包括：單體履帶機器人、攝像頭、DSP處理器、無線發射模塊、聲納傳感器、監牙傳輸模塊、遙控接收模塊、ARM處理器和電機驅動，遠程監控子系統(2)包括：主控機、顯示界面、無線傳輸模塊和遙控發射模塊；其特徵在於：在履帶機器人子系統(1)裡，每個單體的機器人結構上是相同的，從角色上可分為領航機器人和跟隨機器人；所述領航機器人負責接收遠程監控子系統發出的遙控控制指令，跟隨機器人按照一定的隊形分布在領航機器人周圍；所述領航機器人和跟隨機器人之間通過監牙傳輸模塊發送位置信息，進行相互之間的位置確定；當環境中存在障礙物時，隊形可適應環境變化進行改變，當領航機器人出現故障時，可以進行領航機器人的更換；所述遠程監控子系統(2)通過遙控發射模塊對領航機器人發出控制指令，通過無線接收模塊接收所有機器人通過無線傳輸模塊反饋回來的圖像信息，通過顯示界面隨時進行監測外部的環境信息。

該系統能夠同時指揮多個機器人完成野外偵查和探測等任務，通過監控界面實時查看機器人發回的外部信息，提高了綜合工作效率，對於突發情況和緊急任務有著重要意義。

本發明具有以下優點：

1)多機器人系統能夠同時指揮多個履帶機器人完成探測任務，極大提高了工作效率；

2)履帶機器人攝像頭採集的圖像信息能夠實時的通過無線模塊傳輸到主控機，通過顯示界面進行觀測，提高了探測的實效性；

3)多機器人系統中的領航機器人遇到故障時可隨時更換，保證了系統在野外工作的穩定性。

附圖說明

附圖1為本發明的總體結構圖。

附圖2為多機器人系統的示意圖。

附圖3為小型履帶的機器人的控制流程圖。

圖中：1-履帶機器人子系統，2-遠程監控子系統。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明：

根據附圖1，本發明由兩部分組成：履帶機器人子系統和遠程監控子系統和。其中履帶機器人子系統(1)由攝像頭、DSP處理器、無線發射模塊、聲納傳感器、藍牙傳輸模塊、遙控接收模塊、ARM處理器和電機驅動模塊構成；遠程監控子系統(2)由主控機、顯示界面、無線接收模塊和遙控發射模塊構成。

根據附圖2，遠程監控子系統(2)通過遠程遙控模塊對履帶機器人子系統(1)中的領航機器人發出動作命令，領航機器人通過遙控接收模塊接受控制命令，根據命令進行工作；履帶機器人子系統(1)中的跟隨機器人根據領航機器人通過藍牙傳輸模塊發出的位置信息，確定自己所在的位置以及運動情況；各個履帶機器人之間通過無線發射模塊向遠程監控子系統(2)傳遞攝像頭採集到的環境圖像信息，通過藍牙傳輸模塊傳遞各自的位置信息；系統中履帶機器人的個數可隨需要增加或減少，最大數量可達十餘個。

附圖3為小型履帶機器人的控制流程圖，其中圖3(a)為領航機器人的控制流程圖，圖3(b)為跟隨機器人的控制流程圖。根據圖3(a)，領航機器人的控制流程步驟如下：

1)系統上電啟動初始化；

2)領航機器人接收遠程監控子系統(2)發出的控制信號；

3)領航機器人通過攝像頭獲取周圍的環境信息；

4)通過ARM處理器分析控制信號與環境信息確定多機器人系統的隊形；

5)領航機器人將自身的位置、速度及隊形信息通過藍牙傳輸模塊發送給各個跟隨機器人；

6)返回步驟2不斷檢測是否有控制信號。

根據圖3(b)，跟隨機器人的控制流程步驟如下：

1)系統上電啟動初始化；

2)跟隨機器人接收領航機器人發送的領隊位置、速度以及隊形信息；

3)跟隨機器人確定自身的相對位置；

4)跟隨機器人判斷自己是否處於隊形的期望位置；

5)若判斷為是，則跟隨機器人按照當前的速度和方向繼續行駛；若判斷為否，則調整自身的運動方向和速度，並返回步驟2；

本發明的技術性範圍並不局限於說明書上的內容，凡在本發明精神和原則之內所做的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明保護範圍之內。