[发明专利]一种采用智能石油勘探机器人系统的石油勘探方法

权利要求书

1.一种采用智能石油勘探机器人系统的石油勘探方法，其特征在于，智能石油勘探机器人系统包括勘探机器人和遥控监测中心，所述勘探机器人包括自主导航控制模块、机械臂、信息传输模块和能源驱动模块；

所述自主导航控制模块包括采集环境信息的环境传感器和SLAM组件，所述自主导航控制模块能够控制勘探机器人自主进行石油勘探的先遣侦查与返程导航；

所述机械臂包括采样机构、采样控制模块和关节驱动电机，所述机械臂能够通过采样控制模块控制关节驱动电机的输出功率，驱动采样机构的夹持关节转动来抓取样本；

所述能源驱动模块包括太阳能电池模组和驱动底盘，太阳能电池模组与驱动底盘供电连接，所述驱动底盘通过驱动控制模块控制行进驱动电机输出功率驱动勘探机器人运动；

所述遥控监测中心设置有遥感机械手套，所述遥感机械手套通过信息传输模块与机械臂通讯连接，所述遥感机械手套内设置有体感传感器，能够采集人体手臂动作信息并传输至勘探机器人；

所述自主导航控制模块的SLAM组件通过点到直线间的距离公式获得机器人的横向偏差大小，进而控制勘探机器人进行导航，具体处理步骤包括：

①以勘探机器人的运动坐标系为xoy，由预走路线中的直线和目标点在勘探机器人所处的横纵坐标几何环境中形成直角三角形：

其中，X_P为横坐标，Y_P为纵坐标，γ为转弯曲率，逆时针转弯γ＞0，顺时针转弯γ＜0，d为横向位置误差，L_d为纯路径跟踪的前视距离，ψ为机器人航向偏差；

②通过勘探机器人运动学模型获得勘探机器人的目标转角：

为机器人航向的变化率，L为机器人前后轴距，o为机器人前进速度，δ为机器人目标转角。

2.根据权利要求1所述的石油勘探方法，其特征在于，所述自主导航控制模块通过环境传感器获取并跟踪勘探机器人位姿，通过SLAM组件处理获得勘探机器人预走路线角度，SLAM组件利用路径跟踪算法对机器人预走路线进行跟踪。

3.根据权利要求2所述的石油勘探方法，其特征在于，所述位姿包括勘探机器人的当前位置、转弯姿态以及运动速度。

4.根据权利要求2所述的石油勘探方法，其特征在于，所述SLAM组件利用GPS定位勘探机器人路径航向，并依据实时动态差分定位获得厘米级定位精度，用于勘探机器人自主导航。

5.根据权利要求4所述的石油勘探方法，其特征在于，SLAM组件包括树莓派嵌入式模块、Ubuntu模块和ROS，ROS安装移植于Ubuntu模块中并嵌入树莓派嵌入式模块。

6.根据权利要求1所述的石油勘探方法，其特征在于，在所述机械臂中，所述采样机构包括具有若干机械指的机械手，机械指和机械手的手掌内设置有超声传感器和压力传感器。

7.根据权利要求6所述的石油勘探方法，其特征在于，在所述能源驱动模块中所述驱动底盘包括框架式车架、双排履带和行进驱动电机。

8.根据权利要求1所述的石油勘探方法，其特征在于，所述勘探机器人的太阳能电池模组包括太阳能电池板、多向光敏电阻和旋转云台，多向光敏电阻安装于太阳能电池板的不同朝向位置，所述太阳能电池板通过旋转云台与驱动底盘转动连接。

9.根据权利要求8所述的石油勘探方法，其特征在于，在所述太阳能电池模组中所述太阳能电池板的最大方位角为360°，最大俯仰角为110°。