[发明专利]一种灾后救援六足机器人自主探测系统及方法

权利要求书

1.一种灾后救援六足机器人自主探测系统，其特征在于：包括控制模块22、感知模块23、执行模块24以及监控模块25；

所述控制模块22包括上位机树莓派8和下位机STC单片机12；所述上位机树莓派8和所述下位机STC单片机12采用RS-232转USB串口18以及所述Wi-Fi模块20的连接方式用以实现上位机与下位机之间的信息传输；

所述感知模块23包括1个惯性测量单元2、1个单目摄像头3、1个GPS模块1、4个红外热释电传感器4、3个红外漫反射光电开关5和2个超声波传感器6、6个薄膜压力传感器7和6个电压转换模块19；所述惯性测量单元2置于六足机器人机体中心位置，所述GPS模块1置于惯性测量单元2与六足机器人前进方向相反方向上，所述6个薄膜压力传感器7分别置于六足机器人6条腿的足端位置并通过所述6个电压转换模块19连接所述STC单片机12，所述单目摄像头3、所述2个超声波传感器6和所述3个红外漫反射光电开关5采用分层布局结构：上层单目摄像头3置于所述树莓派8上并通过USB线连接树莓派8，单目摄像头3所朝方向为六足机器人的前进方向；中层2个超声波传感器6所朝方向与单目摄像头3朝向方向夹角30°，两个超声波传感器之间的夹角为60°；下层有3个红外漫反射光电开关5，其中一个红外漫反射光电开关5所朝方向为单目摄像头3朝向方向，其余两个红外漫反射光电开关5与单目摄像头3朝向方向夹角60°，相邻两个红外漫反射光电开关5夹角为60°；4个红外热释电传感器4置于六足机器人顶部，其中一个红外热释电传感器4与单目摄像头3朝向方向为同一直线作为人体感知系统的中心，另外三个红外热释电传感器4以人体感知系统中心的热释电传感器为中心，以中心到单目摄像头距离为半径均匀分布；

所述执行模块24包括18个伺服舵机，18个舵机每3个一组，共分成6组，分别对应六足机器人的六足，每组的3个舵机，分别对应六足机器人的髋关节9、膝关节10和踝关节11；

所述监控模块25包括服务器15、显示器16、鼠标和键盘17，监控模块25通过Wi-Fi模块20和控制模块22获取感知模块23上传的数据，进而获取六足机器人的本体信息26以及外界环境信息27；操作者通过服务器15、鼠标和键盘17向六足机器人发送指令，辅助六足机器人运动。

2.一种灾后救援六足机器人自主探测方法，通过权利要求1所述的一种灾后救援六足机器人自主探测系统实现，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、操作者通过远程监控模块25向六足机器人上位机树莓派8发送目标点位置，六足机器人向人为设定的目标点移动；

步骤2、在六足机器人向目标点移动的过程中，六足机器人通过红外热释电传感器4探测是否有灾后伤员存在，如果没有探测到灾后伤员，六足机器人继续向操作者设定的目标点移动，如果检测到灾后伤员，六足机器人将灾后伤员的位置作为目标点并向其移动。

3.根据权利要求2所述的一种灾后救援六足机器人自主探测方法，其特征在于，步骤2中所述的六足机器人向目标点移动的过程中，上位机树莓派8通过卡尔曼滤波算法融合GPS模块1和惯性测量单元2的数据实现自主定位，通过神经网络算法融合超声波传感器6和红外漫反射光电开关5的数据实现六足机器人的避障与越障；树莓派8将传感器信息处理后的决策发送给下位机STC单片机12，下位机通过控制18个舵机进而实现六足机器人的运动；

树莓派8处理通过传感器获取的外界环境信息27和六足机器人姿态信息26进而构成闭环控制系统，六足机器人根据当前位置和目标点位置以及机体姿态信息26和外界环境信息27完成六足机器人的路径规划，进而实现六足机器人的自主探测功能。