[发明专利]井下多机器人联合搜救的生物刺激神经网络设备及其方法

权利要求书

1.井下多机器人联合搜救的生物刺激神经网络设备，其特征在于包括机器人、射频阅读器、摄像机、超声波传感器、无线通讯系统、存储设备、位置射频标签以及地面搜救决策系统；其中射频阅读器、摄像机、超声波传感器、无线通讯系统、存储设备均安装在机器人上面，机器人通过摄像头采集井下实时图像传输到地面搜救决策系统，并利用超声波传感器进行障碍物和墙壁的探测，利用无线通讯系统将信息发送给同伴机器人以及地面搜救决策系统，同时接收来自同伴机器人和地面搜救决策系统的指令；机器人利用存储设备对井下的障碍物位置以及发现矿工的位置进行存储，当可达区域搜索完毕或者所有人员都被发现，机器人计算最佳返程路径，返回地面，并将存储信息发送给地面搜救决策系统。

2.井下多机器人联合搜救的生物刺激神经网络方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)、利用位置射频标签标记出井下巷道各处的坐标(x，y，z)；每名矿工携带身份信息的射频标签；机器人携带射频阅读器、摄像头、超声波传感器和无线通讯系统进行搜救工作；

(2)、井下发生事故时，可以通过不同的井口派出多个机器人进行搜救；每个机器人根据自己所识别的射频信息，进行搜索；

(3)、机器人每经过一个射频标签，读取该位置的坐标信号，并将该区域标记为已搜索；同时将该信息通过无线通讯系统广播给其他机器人；

(4)、当机器人发现障碍物的时候，标记障碍物的位置，同时将该信息通过无线通讯系统广播给其他机器人；

(5)、当机器人发现受困或遇难矿工，标记位置，读取矿工所携带的射频信息，并通过无线通讯系统广播该信息；

(6)、当井下所有人员被发现或者所有可达区域已经被搜索完毕，各机器人根据步骤(3)、(4)、(5)所得到的井下实时信息，利用生物刺激神经网络模型，建立井下实时地图，并计算最佳返程路径，回到地面；

(7)、地面工作人员根据各机器人实时传回图像和安全返回机器人所存储的相关信息，并参考生物刺激神经网络模型制定的最佳路径，制定救援方案，开展救援工作。

3.根据权利要求2所述的井下多机器人联合搜救的生物刺激神经网络方法，其特征在于：所述步骤(2)中机器人根据射频信号的信息开展搜索，如果射频信号因事故等原因丢失，机器人采取随机搜索策略，具体运行策略如下：

(θr)t+1=(θr)t±π4ϵ]]>

其中，(θ_r)_t是机器人行动的方向角，(θ_r)_t+1是机器人下一步行动的方向角，ε是一个(0，1)之间的随机数。

4.根据权利要求2所述的井下多机器人联合搜救的生物刺激神经网络方法，其特征在于：所述步骤(3)中无线通讯系统广播信息的内容和格式如下：

M1＝{x，y，z，flag＝1}

其中，M1表示该信息是位置点的有关信息，flag＝1表示位置点(x，y，z)已经搜索。

5.根据权利要求2所述的井下多机器人联合搜救的生物刺激神经网络方法，其特征在于：所述步骤(4)中无线通讯系统广播信息的内容和格式如下：

M2＝{x，y，z，flag＝2}

其中，M2表示该信息是障碍物有关信息，flag＝2表示在位置点(x，y，z)处有障碍物。