移动救援机器人远程监测系统的研究与设计

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随着科学技术的不断发展,智能移动机器人在人们生活中的需求和应用越来越多,近几年移动机器人在各种灾害发生后的救援行动中表现突出,越来越受到人们的重视。搜索和救援机器人是在自然灾害、事故等突发事件发生时,代替搜救人员进入现场执行搜救探测任务的移动机器人,这类智能移动机器人通常采用远程操控或半自主的方式进入灾害发生现场,利用携带的各类传感器设备和摄像机探测未知环境信息并传递给救灾人员进行分析。由于运行环境和工作任务的特殊性,监测系统在救援机器人系统中具有十分重要的作用。目前救援机器人的监测系统,大多只是单一的采用摄像机采集机器人和环境的图像信息,这种方法存在很多缺点和不足,如受传输速率、视角遮挡和环境光线等的影响。本文通过分析移动救援机器人的功能及关键技术,确定了实际救援中需要监测的多项指标,然后设计完成了功能比较完善的移动救援机器人自身及环境信息远程监测系统。首先利用惯性传感器、GPS及其它硬件设备采集机器人自身及周围环境数据,并通过惯性导航解算和数据融合方法得出机器人的实时姿态和位置信息;其次通过对比现有的无线通信技术,选用ZigBee强大的组网功能将采集信息传送到远端的监控计算机;最后在监控计算机上,利用LabVIEW软件设计开发了移动救援机器人远程监测系统人机交互界面,监测界面结合了虚拟现实和三维仿真技术,保证了系统具有良好的人机交互特性。对整个监测系统的实验测试表明,本文所设计的移动救援机器人监测系统可以精确的监测机器人的状态和救援环境信息,并通过人机交互界面将信息清晰地展示出来,在减轻操作人员工作压力的同时也提高了救援效率。
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