救援机器人

摘要： 煤矿救援机器人是在煤矿井下恶劣环境中完成救援工作的特种机器人,采用双目视觉系统确保对环境信息实时感知以实现目标识别与障碍物识别,进而实现自主行走。与地面环境相比,煤矿井下环境恶劣,特别是灾后环境更加恶劣,为了使煤矿救援机器人实现煤矿井下环境识别和避障以达到自主行走,该文提出基于运动视频的光流场目标视觉识别方法,实现机器人视觉识别煤矿井下环境目标和避障,在无线信号控制不到的井巷中实现自主行走。实验结果表明,采用运动视频的视觉识别算法在目标识别方面具有非常好的实时性,提高了煤矿救援机器人避障准确性,提出的目标识别方法保证了煤矿救援机器人在煤矿井下视觉识别的有效性。

摘要： 针对救援机器人对救援目标检测实时性和准确度要求比较高的问题,提出一种改进的YOLOv4-tiny救援机器人目标检测模型DS-YOLOv4-tiny。改进YOLOv4-tiny的网络结构,将骨干网络中的CSP改为DenseNet模块以增强特征复用,同时大量减少了网络参数量,使训练后的权重文件更小;针对YOLOv4-tiny深层网络无法准确提取有效特征信息的问题,在颈部网络中增加SPP模块以得到不同感受野的特征,提高定位准确性;通过K-means聚类算法获取锚框以适应受灾人员检测,提高算法精度。将训练后的模型部署在嵌入式NVIDIA Jetson Nano平台上进行测试,实验结果表明:DS-YOLOv4-tiny检测速度快、准确率高。与YOLOv4-tiny比较,AP值达到93.47%提高了3.99%,FPS达到15.97提高了5.7%,权重文件大小降低13.39%,满足救援机器人目标检测的实时性和准确度要求。

摘要： 本文将面向自主式救援机器人,从现阶段日本、中国对自主式救援机器人研究现状出发,深入分析自主式救援机器人的功能需求和硬件设备需求,并且结合自主式救援机器人工作中所具备的功能进行研究。在灾害事故当中,由于环境复杂救援人员难以勘探真实的灾害环境,从而影响救援效果,而自主式救援机器人则能够通过自身强大的移动、远程通信、监测与跟踪等功能为救援人员提供帮助。面对灾害事故频发的现代化社会,救援机器人的研发已成为全球重要的研究事项。

摘要： 随着人工智能的快速发展,救援机器人要能快速准确地实施救援,最重要的就是要能看见,机器视觉的提出解决了这个问题。机器视觉是一项综合技术,主要用计算机来模拟人的视觉功能,从客观事物的图像中提取信息,进行处理并加以理解,最终用于实际检测、测量和控制,这也是救援机器人寻找被困者、处理地形环境以及将图像传送至操作者的根本。机器视觉的加入使救援机器人更加灵活,同时也为救援机器人智能化提供了必要条件。该文将工业相机作为视觉传感器,完成目标识别与定位任务。利用C语言编程在keil5软件平台开发,植入嵌入式实时操作系统FreeRTOS的STM32F427IGHx芯片中,以完成对机器人的实时控制。通过实验验证了视觉识别及定位方法的可行性。

摘要： 在生活中,当遇到危险时,消防员、军人、医生等总是挺身而出。所以相对而言,这些人存在着相对高概率的安全隐患。通过救援机器人可以利用摄像头识别特定手势,将手势转化成特定操作指令,实现基于VR的遥操作,用于勘测地形和周围环境的VR 3D视觉功能,可以操纵救援装备的4自由度示教机械手臂。将各个模块集成化控制,搭建嵌入式物联网体系,这样机器人就具有了移动、感知、遥操作、勘测、救援等功能。

摘要： 通过对水上救援机器人的整个控制系统的原理图进行分析,同时对脉冲宽度调制PWM和机器人视觉控制进行研究,在控制流程中加入了倒车功能,以实现水上救援机器人能够更加快速到达待救援人员位置,为救援行动争取更多时间。

摘要： 灾难救援机器人能够在危险环境下代替人类实施救援任务,由于灾害现场复杂多变,空间紧张,救援机器人往往需要在重载条件下进行工作。大型液压机械臂末端夹持装置,存在阻尼低、刚度弱、易振荡等固有缺陷,且夹持装置直接与环境接触,其耦合规律复杂,阻尼/刚度性能难以精细调控,夹持装置不能实现柔顺控制,极大限制了机械臂与环境的交互,甚至会造成人员伤亡和财产损失。采用阻抗控制中的导纳控制,对救援机器人的末端液压夹持装置进行柔顺控制,通过AMESim-Simulink联合仿真平台,搭建夹持装置模型进行仿真验证。仿真结果表明,采用导纳控制器的夹持装置与环境柔顺交互,取得了较好的控制效果。

摘要： 介绍了救援机器人导航技术的基本原理,对国内外救援机器人的定位、地图构建以及避障和路径规划等关键技术进行了综合分析。展望了救援机器人在多传感器感知、混合地图构建以及路径规划算法融合3个方面的发展方向,最后指出了当前救援机器人导航技术面临的挑战和发展趋势,为救援机器人导航技术研究提供了参考。

摘要： 路径优化是矿用井下救援机器人的研究重点之一.煤矿井下救援具有环境复杂、路径不确定等困难,如何实施有效路径优化是亟待解决的重要问题.因此,选取了A?启发式搜索算法与动态窗口法(DWA)构成融合算法,构建了基于A?算法与DWA算法的矿用井下救援机器人的原理框架,形成了针对直线轨迹、圆弧段轨迹、避障轨迹等多种情形的路径优化总体方案.试验结果表明本方案能够自主规划各种情形的实时路径,具有良好的精准性、一致性、快速性,为煤矿安全的相关研究提供了有意义的参考.

摘要： 为了使救援机器人在灾害发生救援过程中更好地了解环境空间信息,规划出一条最优搜索目标路径,提出救援机器人搜索目标路径环境快速建模方法.采用贝叶斯滤波器计算栅格占用率,获得静态、动态地图逆向传感器,使用URG-04LX暗光条件激光雷达,得到不同方向上障碍物位置信息构成的扇形平面,并利用拓扑方法处理地图,准确体现出障碍物位置关系信息,依据基于主动生长的栅格Voronoi图生成现场环境模型.仿真结果表明,利用所提方法设计的实验机器人在行驶的过程中没有碰到任何障碍物,说明上述环境模型对环境区域描述精准度比较高.

摘要： 日本福岛核事故,使人们意识到机器人在核电站事故处理中的重要作用.本文在总结福岛核事故中机器人应用情况的基础上,分析了核电站救援机器人研发现状、趋势及其关键系统应具备的特征,对促进我国核电站救援机器人开发,提高核事故处理水平,具有积极的意义.

摘要： 本文以救援机器人开发为背景,研究具有跨平台特性的wxWidgets技术在远程操控软件设计中的应用.基于wxWidgets和OpenGL技术,阐述人机交互显示模块的设计实现,论述基于多线程的任务调度原理和实现.研究结果表明:机器人操控软件具有界面人性化程度高、数据处理方便高效、多任务并行等性能特点.

摘要： 在发生火灾或地震的建筑物内，由于烟雾或墙体倒塌等原因，救援机器人往往无法通过视觉、超声和红外等传感器直接发现建筑物内不可见区域或者其他房间中呼救的目标。利用声音信号波长较长可以衍射绕过障碍物传播的特性，结合现有的语音识别技术，开发出基于听觉的救援机器人导航系统。该系统使机器人可以在全局运动控制中跟踪幸存者的呼救声并向幸存者移动。通过相关实验验证了基于听觉的救援机器人导航方法的可行性。

摘要： 针对煤矿地下的非结构环境对机器人越障性能的要求,提出一种适用于煤矿井下救援的新型可调姿的履带式移动机器人.本文介绍了煤矿救援机器人的机械结构和在典型地形下的运动特性以及侧翻调姿和自动复位功能,对机器人稳定性进行分析,并建立了动力学方程.这种移动机器人结构简洁,实用,具有很好的环境适应和越障行走能力.

摘要： 本文分析了救援机器人远程控制系统的现状,给出一种应用3G通信和GPS定位技术的远程监控系统的设计,重点研究系统三方面关键技术:监控终端的硬软件设计,基于3G通信的数据传输设计和对GPS定位误差补偿技术.它解决了目前该系统在有线和无线远程监控中遥控距离短,定位困难,传输数据量少的瓶颈问题,实现了对远程救援机器人的控制和对救援区视频等信息监视,扩展了救援机器人的应用前景.

摘要： 开发用于搜索与营救任务的灾难救援机器人技术具有良好的应用前景。本文面向废墟洞穴搜救机器人平台，基于嵌入式实时操作系统VxWorks，开发了多任务、模块化、可扩展的机器人控制软件系统，满足灾后救援作业的需求。控制系统软件设计遵循分层递阶结构，分为行为控制器和执行单元，资源管理器联接着行为控制器和执行单元，有效地完成对机器人的实时控制。

摘要： 机器人控制模型学习装置(10)对于以表示在动态环境中向目的地自主行驶的机器人的状态的状态信息为输入而从包括介入环境的介入行动的多个行动中选择并输出与机器人的状态对应的行动的机器人控制模型，将执行了介入行动的介入次数作为负的报酬对该机器人控制模型进行强化学习。

摘要： 本发明公开了一种基于充电机器人的电动汽车充电救援方法，包括以下步骤：接收救援指令；根据所述救援车辆的位置信息规划行动路线；根据所述行动路线进入所述救援车辆，由所述救援车辆搭载所述充电机器人前往救援地点；到达救援地点后，执行对电动汽车的充电操作，本发明还公开了一种充电机器人。通过本发明有效地提高了电动汽车充电救援效率和智能化程度，提升了用户充电救援体验。

摘要： 本实用新型实施例涉及一种轨道机器人用活动连接装置、动力机器人、采集机器人、供电机器人和轨道机器人，其中轨道机器人用活动连接装置包括：固定装置和连接组件；固定装置上连接有负载载荷；连接组件包括串联的横摆连接梁和纵摆连接梁；横摆连接梁通过横摆连接轴连接在固定装置上，纵摆连接梁通过纵摆连接轴连接在横摆连接梁上，纵摆连接梁通过转动轮与轨道连接；或，纵摆连接梁通过纵摆连接轴连接在固定装置上，横摆连接梁通过横摆连接轴连接在纵摆连接梁上，横摆连接梁通过转动轮与轨道连接。本实用新型实施例提供轨道机器人用活动连接装置，可以实现完成轨道机器人的上下左右灵活运动。

摘要： 本发明公开了一种消防救援机器人缓冲抓手，其特征在于，所述的抓手包括：动力端，所述的动力端固定在摆动装置上；固定管，固定管一端和动力端固定连接，另一端铰接有两个转动杆；两个转动杆；两个抓臂，两个抓臂进行抓住人体，转动杆铰接在抓臂上；活动杆单元，其包括和动力端连接并被动力端驱动的第一活动杆和第二活动杆，第一活动杆和第二活动杆之间设有活动杆弹簧，第一活动杆上设有中心杆，第二活动杆上设有凹部，中心杆部分插入凹部当中，中心杆末端进入凹部底部，活动杆弹簧为拉伸状态；连接头，其和第二活动杆连接，连接头和抓臂铰接在抓臂的末端。

摘要： 本发明公开了一种消防救援机器人摆动装置，属于消防救援领域，包括：摆动基座（71），所述的摆动基座固定在机器人活动臂上，机器人活动臂能够控制摆动基座至少2个轴方向的转动和1个方向的移动；固定座（73），固定座用来固定抓手（8），所述的抓手用来抓手人体或/物体以进行救援。

摘要： 本发明公开了一种综合管廊挂轨式机器人的救援机器人，救援机器人和故障机器人均为综合管廊挂轨式机器人，行走于管廊内的轨道，其特征在于：沿轨道依次间隔设有多个RFID射频标签，故障机器人载有射频标签识别器，用于经过RFID射频标签时反馈其位置；救援机器人包括安装在救援机器人本体上的障碍物识别装置、测距装置、防撞缓接装置、拖拽装置；障碍物识别装置检测前方是否存在故障机器人，测距装置测量救援机器人与故障机器人的距离，防撞缓接装置用于缓冲和粗对接，拖拽装置用于将救援机器人拖回。挂轨式机器人在管廊内发生故障后，挂轨式救援机器人将故障机器人拖拽出故障地点，避免机器人故障导致对管廊的巡检效率的影响。

摘要： 本发明公开了一种消防救援机器人缓冲抓手及消防机器人，涉及消防机器人技术领域；为了解决消防机器人无法穿越地形障碍的问题；该消防救援机器人缓冲抓手，包括抓手基座，所述抓手基座一侧内壁通过螺栓连接有抓取电动推杆；抓取电动推杆的输出轴一侧外壁通过螺栓连接有旋转电机，该消防机器人包括消防救援机器人缓冲抓手。通过设置第一、第二电动推杆以及第一、第二承重块，机器人主体内部的第一承重块和第二承载块可以调节消防机器人的重心，当第一承重块伸长、第二承载块收缩时，消防机器人向前倾斜，当第一承重块收缩、第二承载块伸长时，消防机器人向后倾斜，消防机器人即可跨越障碍，提高消防机器人的实用性。

摘要： 本发明公开了一种消防救援机器人摆动装置及消防机器人，涉及消防救援机器人摆动装置技术领域；为了提高对火灾现场的烟气颗粒的收集能力；该消防救援机器人摆动装置包括摆动基座，所述摆动基座顶部外壁通过螺栓固定有安装板，所述安装板一侧外壁通过螺栓固定有电动推杆，所述电动推杆输出端通过螺栓固定有容置架，所述容置架内壁通过转轴转动连接有两个连杆，所述摆动基座顶部外壁通过螺栓固定有集尘箱和灭火箱；该消防机器人包括消防救援机器人摆动装置。本发明通过设置有电动推杆可以控制其输出端带动容置架沿着水平方向进行往复移动，从而可以使得两个滑动座在连杆的摆动下沿着横杆圆周外壁进行滑动。

摘要： 本发明公开了一种消防救援机器人缓冲抓手，其特征在于，所述的抓手包括：动力端，所述的动力端固定在摆动装置上；固定管，固定管一端和动力端固定连接，另一端铰接有两个转动杆；两个转动杆；两个抓臂，两个抓臂进行抓住人体，转动杆铰接在抓臂上；活动杆单元，其包括和动力端连接并被动力端驱动的第一活动杆和第二活动杆，第一活动杆和第二活动杆之间设有活动杆弹簧，第一活动杆上设有中心杆，第二活动杆上设有凹部，中心杆部分插入凹部当中，中心杆末端进入凹部底部，活动杆弹簧为拉伸状态；连接头，其和第二活动杆连接，连接头和抓臂铰接在抓臂的末端。

摘要： 本发明公开了一种消防救援机器人摆动装置，属于消防救援领域，包括：摆动基座（71），所述的摆动基座固定在机器人活动臂上，机器人活动臂能够控制摆动基座至少2个轴方向的转动和1个方向的移动；固定座（73），固定座用来固定抓手（8），所述的抓手用来抓手人体或/物体以进行救援。