基於機器人群組的地空聯合協作搜救方法與流程

2023-06-12 07:44:01

本發明涉及一種基於機器人群組的地空聯合協作搜救方法。

背景技術：

目前很多搜救場合均使用搜救機器人完成搜救任務，但是通過單一搜救機器人進行搜救，則會出現效率低下的問題。

因此，如何控制多機器人協同完成搜救工作是本領域的技術難題。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種基於機器人群組的地空聯合協作搜救方法，以構建空中地面全範圍協同作業的搜救體系。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基於機器人群組的地空聯合協作搜救方法，包括如下步驟：

步驟S1，確定搜救路線上的若干搜索區域；以及

步驟S2，地面搜救機器人群組沿搜救路線進行，並依次對相應搜索區域進行搜索。

進一步，所述步驟S1中確定搜救路線上的若干搜索區域的方法包括：通過伺服器將搜救路線發送至無人機，所述無人機沿搜救路線飛行，並在搜救路線上確定若干疑似搜索區域，並將疑似搜索區域的位置發回至伺服器，並通過伺服器發送至地面搜救機器人群組。

進一步，步驟S2中地面搜救機器人群組沿搜救路線進行，並依次對相應搜索區域進行搜索的方法包括：所述地面搜救機器人群組中的若干搜救機器人保持隊形從原地沿搜救路線的方向進行，並依次在進行方向上對分布的若干疑似搜索區域進行搜索；當疑似搜索區域未發現目標時，則遺留一搜救機器人在該疑似搜索區域內，其餘搜救機器人繼續進行；當在下一疑似搜索區域發現目標後，電能補給機器人從原地出發，沿搜救機器人的進行路徑攜同遺留搜救機器人共同前往目標位置。

進一步，所述搜救機器人的前部設有機械手，其背部設有夾持端，以及搜救機器人內設有充電控制模塊；其中所述機械手、夾持端內設有通電迴路觸點，以及兩通電迴路觸點均連通充電控制模塊；所述充電控制模塊適於通過相應通電迴路觸點實現對搜救機器人內鋰電池進行充電；以及所述搜救機器人還包括視頻採集模塊、金屬探測模塊、紅外線探測模塊，以實現視頻數據採集、金屬信號探測和生命信號探測。

進一步，所述電能補給機器人適於將太陽能轉換為電能進行存儲，即所述電能補給機器人包括：充放電控制模塊，與該充放電控制模塊相連的光伏電池，以及位於該電能補給機器人機械手內的通電迴路觸點；所述電能補給機器人通過機械手夾持搜救機器人背部的夾持端，以接通搜救機器人的通電迴路，對搜救機器人進行供電。

進一步，各搜救機器人適於在各自的活動區域進行搜索活動，當其中一搜救機器人探知目標後，將目標位置發送至伺服器，且由伺服器通知各搜救機器人和電能補給機器人；以及所述電能補給機器人攜同遺留搜救機器人共同前往目標位置時，所述電能補給機器人位於搜救機器人之後對其提供電能；或當搜救機器人構成進行隊列後，為隊列搜救機器人提供電能，以前往目標地點。

進一步，所述搜救機器人隊列，即各搜救機器人首尾相連，後一搜救機器人通過機械手夾持前一搜救機器人的夾持端；即後一搜救機器人的機械手的通電迴路觸點與前一搜救機器人的夾持端的通電迴路觸點相連通；所述電能補給機器人的機械手夾住位於隊列最後一搜救機器人的夾持端，進而構建搜救機器人隊列的充電迴路。

進一步，所述機械手內的通電迴路觸點連通充放電控制模塊；所述充放電控制模塊通過該電能補給機器人的機械手將蓄電池的電能輸出給隊列中的搜救機器人。

本發明的有益效果是，本發明的基於機器人群組的地空聯合協作搜救方法通過無人機確定疑似搜索區域，比預先設定具有更好的搜索價值，並且遺留下的搜救機器人可以在相應疑似搜索區域繼續展開搜救動作，以提高搜救成功率，並且當前方發現搜救目標後，電能補給機器人協同遺留下的搜救機器人共同趕赴目標位置，通過大量機器人在目標位置協同工作，提高了搜救效率，最大限度爭取有效的搜救時間，並且加入電能補給機器人後，延長了搜救機器人的續航時間，降低了單一搜救機器人在進行過程中的電能消耗。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的基於機器人群組的地空聯合協作搜救方法的流程圖；

圖2是本發明的基於機器人群組的地空聯合協作搜救方法的搜救示意圖；

圖3是本發明的基於機器人群組的地空聯合協作搜救方法充電時的原理框圖。

其中，疑似搜索區域1、搜救機器人2、電能補給機器人3。

具體實施方式

現在結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。

如圖1至圖3所示，本發明提供的一種基於機器人群組的地空聯合協作搜救方法中包括：無人機、由若干搜救機器人構成的機器人群和用於提供電能的電能補給機器人。所述無人機、搜救機器人、電能補給機器人例如但不限於採用WiFi、4G方式與伺服器進行無線通訊，或者採用現有技術中任意已知的無線通訊方式。

可選的，在搜救機器人中設定一機器人為領導機器人，其餘搜救機器人跟隨該領導機器人行進。

本地空聯合協作搜救方法，包括如下步驟：步驟S1，確定搜救路線上的若干搜索區域；以及步驟S2，地面搜救機器人群組沿搜救路線進行，並依次對相應搜索區域進行搜索。

具體的，所述步驟S1中確定搜救路線上的若干搜索區域的方法包括：通過伺服器將搜救路線發送至無人機，所述無人機沿搜救路線飛行，並在搜救路線上確定若干疑似搜索區域，並將疑似搜索區域的位置發回至伺服器，並通過伺服器發送至地面搜救機器人群組。

步驟S2中地面搜救機器人群組沿搜救路線進行，並依次對相應搜索區域進行搜索的方法包括：所述地面搜救機器人群組中的若干搜救機器人保持隊形從原地沿搜救路線的方向進行，並依次在進行方向上對分布的若干疑似搜索區域進行搜索；當疑似搜索區域未發現目標時，則遺留一搜救機器人在該疑似搜索區域內，其餘搜救機器人繼續進行；當在下一疑似搜索區域發現目標後，電能補給機器人從原地出發，沿搜救機器人的進行路徑攜同遺留搜救機器人共同前往目標位置。

通過無人機確定疑似搜索區域，比預先設定具有更好的搜索價值，並且遺留下的搜救機器人可以在相應疑似搜索區域繼續展開搜救動作，以提高搜救成功率，並且當前方發現搜救目標後，電能補給機器人協同遺留下的搜救機器人共同趕赴目標位置，通過大量機器人在目標位置協同工作，提高了搜救效率，最大限度爭取有效的搜救時間，並且加入電能補給機器人後，延長了搜救機器人的續航時間，降低了單一搜救機器人在進行過程中的電能消耗。

所述搜救機器人的前部設有機械手，其背部設有夾持端，以及搜救機器人內設有充電控制模塊；其中所述機械手、夾持端內設有通電迴路觸點，以及兩通電迴路觸點均連通充電控制模塊；所述充電控制模塊適於通過相應通電迴路觸點實現對搜救機器人內鋰電池進行充電；以及所述搜救機器人還包括視頻採集模塊、金屬探測模塊、紅外線探測模塊，以實現視頻數據採集、金屬信號探測和生命信號探測。

所述視頻採集模塊包括攝像頭，該攝像頭適於將採集的視頻數據通過處理器模塊及與該處理器模塊相連的無線通訊模塊發送至伺服器，或者可以通過圖像進行自動識別，圖像識別適於通過任意一種已知技術來實現。金屬探測模塊例如但不限於包括金屬探測線圈，與該金屬探測線圈相連的信號轉換輸出電路，該信號轉換輸出電路將檢測數據發送至處理器模塊以判斷是否檢測到金屬物。所述紅外線探測模塊例如但不限於採用人體紅外線傳感器，與所述處理器模塊相連，以探測生命信號。

所述處理器模塊例如但不限於採用ATMEL AT91SAM9261。

所述搜救機器人和電能補給機器人均裝配有GPS模塊，該GPS模塊與處理器模塊相連以獲得各機器人在地圖上的位置信息；以及所述處理器模塊還與WiFi模塊，和/或4G模塊相連。

所述電能補給機器人適於將太陽能轉換為電能進行存儲，即所述電能補給機器人包括：充放電控制模塊，與該充放電控制模塊相連的光伏電池，以及位於該電能補給機器人機械手內的通電迴路觸點；所述電能補給機器人通過機械手夾持搜救機器人背部的夾持端，以接通搜救機器人的通電迴路，對搜救機器人進行供電。

所述充電控制模塊、充放電控制模塊例如包括但不限於採用LT1513、

FS1610，以及控制晶片TPS2419。

各搜救機器人適於在各自的活動區域進行搜索活動，當其中一搜救機器人探知目標後(通過視頻採集模塊、金屬探測模塊、紅外線探測模塊進實現探知目標)，將目標位置發送至伺服器，且由伺服器通知各搜救機器人和電能補給機器人；以及所述電能補給機器人攜同遺留搜救機器人前往目標位置時，所述電能補給機器人位於搜救機器人之後對其提供電能；或當搜救機器人構成進行隊列後，為隊列搜救機器人提供電能，以前往目標地點。

所述搜救機器人隊列，即各搜救機器人首尾相連，後一搜救機器人通過機械手夾持前一搜救機器人的夾持端；即後一搜救機器人的機械手的通電迴路觸點與前一搜救機器人的夾持端的通電迴路觸點相連通；所述電能補給機器人的機械手夾住位於隊列最後一搜救機器人的夾持端，進而構建搜救機器人隊列的充電迴路。

所述機械手內的通電迴路觸點連通充放電控制模塊；所述充放電控制模塊通過該電能補給機器人的機械手將蓄電池的電能輸出給隊列中的搜救機器人。

以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性範圍並不局限於說明書上的內容，必須要根據權利要求範圍來確定其技術性範圍。