[发明专利]一种精确定位火灾搜救机器人

说明书

技术领域

本发明涉机器人控制领域，特别是涉及一种精确定位火灾搜救机器人。

背景技术

随着机器人技术的不断发展，搜救机器人应运而生。针对火灾中搜救的移动机器人应用而言，为了提高救援的有效性和准确度，关键在于机器人的精确定位和环境信息的可靠反馈。

目前，定位系统大多采用GPS定位技术，但单一GPS定位误差比较大，约5米误差，对于搜救精度不够。

中国实用新型专利ZL 201020505319.7公开了“一种简易搜救机器人”，该机器人可以搜救机器人的图像信息反馈，但是其没有提供就机器人定位信息，信息反馈采用无线数据通讯，信道单一，可靠性不足。

中国发明专利申请号200810002005.2公开了“移动机器人的定位方法”，该机器人采用环境图像定位方式，不适应于未知环境的搜救机器人作业需要。

中国发明专利申请号201210040112.0公开了“自主移动设备精确定位导航系统”，该机器人采用红外RFID定位，必须事先布置RFID定位点，不适应于未知环境的搜救机器人作业需要。

中国发明专利申请号201210269218.8公开了“用于室内移动机器人的快速精确定位系统及其工作方法”，该机器人定位必须先设定红外定位点，不适应于未知环境的搜救机器人作业需要。

中国发明专利申请号201210048887.2公开了“室外移动机器人的精确定位系统”，该定位系统需要额外设置基站，并且必须知道机器人与基站之间的距离，这对于搜救机器人实现具有难度，故该方法只能适用于室外移动机器人。

中国发明专利申请号201210040112.0公开了“自主移动设备精确定位导航系统”，该机器人采用红外RFID定位，必须事先布置RFID定位点，不适应于未知环境的搜救机器人作业需要。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的问题，提供一种精确定位火灾搜救机器人，实现双通道环境信息数据图像通讯的火灾搜救，以满足火灾搜救的需要。

为达到上述目的，本发明的构思是：本发明采用三个GPS定位模块联合姿态传感系统，通过精确定位算法实现机器人精确定位；采用GSM彩信模块和无线数据传输模块实现环境数据图像等信息的双通道可靠通讯；采用多摄像数据融合获得机器人的五方向图像数据；采用温度传感器、湿度传感器和激光测距仪等环境监测系统实现环境数据的获取；

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种精确定位火灾搜救机器人，包括机器人本体，机器人本体上安装有一个主控制系统、三个GPS卫星定位模块、一个姿态传感系统、一个GSM彩信模块、五个串口摄像机、环境探测系统、一个无线数据传输模块、履带驱动机构和高性能蓄电池，其特征在于所述主控制系统与所述姿态传感系统之间采用RS232相连，所述主控制系统分别与三个所述GPS卫星定位模块之间采用RS232相连，所述主控制系统分别与五个所述串口摄像机之间采用RS232相连，所述主控制系统与所述环境探测系统之间采用RS232相连，所述主控制系统与所述GSM彩信模块之间采用RS232相连，所述主控制系统与所述无线数据传输模块之间采用RS232相连，所述主控制系统与高性能蓄电池相连，完成系统供电功能，所述主控制系统与所述履带驱动机构相连。

上述精确定位火灾搜救机器人，其特征在于所述主控制系统包括一个主控制微处理器，所述主控制微处理器连接一个串口扩展电路、一个电源控制监测电路、一个通讯接口电路、一个电机驱动电路、按键、指示灯、SD卡等，用于实现机器人精确定位的计算、机器人环境信息、定位信息和图像信息等信息的GSM彩信发送、GSM远程指令接收和处理、机器人环境信息、定位信息和图像信息等信息的无线数据发送、无线数据远程控制指令的处理、电源监测和指示、履带驱动机构的控制。

上述机器人，其特征在于所述精确定位算法是通过GPS模块获得三组定位信息，通过姿态传感系统获得机器人姿态角度信息，两者相联合，通过已知三个GPS卫星定位模块固定安装位置三角形和机器人姿态角度信息获得安装位置三角形的水平影射三角形，通过进行归一化最小误差比较确定两组可信定位信息，通过三角形重心计算算法获得机器人精确定位信息。

上述机器人，其特征在于所述三个GPS卫星定位模块分别布置于机器人本体上三个具有有效距离的固定位置，用于获得机器人三点固定位置所对应的GPS定位信息，并把信息通过RS232传输给所述主控制系统，为机器人精确定位提供数据信息。