[发明专利]一种冰结构探测机器人及探测方法

说明书

本发明涉及机器人自动检测技术领域，特别涉及一种冰结构探测机器人及探测方法。包括：移动机器人；可见冰裂隙及障碍物探测系统，用于获取可见冰裂隙及障碍物信息，并将可见冰裂隙及障碍物信息发送给机器人端控制器；雷达探测系统，用于获取不可见冰裂隙信息和冰结构信息，并将不可见冰裂隙信息和冰结构信息发送给机器人端控制器；机器人端控制器，用于接收可见冰裂隙及障碍物探测系统发送的可见冰裂隙及障碍物信息，及接收雷达探测系统发送的不可见冰裂隙信息，进行路径规划和避障；雪样采集系统，用于采集雪样。本发明实现在冰面或雪面上的快速行驶，地面机器人负载能力强，能实现大范围冰川结构探测和冰上安全路线探测，大幅提高探测效率。

技术领域

本发明涉及机器人自动检测技术领域，特别涉及一种冰结构探测机器人及探测方法。

背景技术

在地球南北极和我国青藏高原等地区，仍存在着大量未经过探测和研究的冰川区域。目前，对未知冰川探测大多数处于半自动化状态，需要人员在现场高海拔区域进行数据记录和样品处理，使得现场工作难度极大，并且未知冰川区域通常遍布有可见或不可见的冰裂隙，对人员和设备的安全造成巨大威胁。现有的方法都难以解决大范围冰川探测、冰上安全路线确定、冰川雪样自动采集的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种冰结构探测机器人及探测方法，以解决现有技术无法检测大范围冰川、确定冰上安全路线、冰川雪样自动采集的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种冰结构探测机器人，包括移动机器人、还包括设置于所述移动机器人上的可见冰裂隙及障碍物探测系统、雷达探测系统、雪样采集系统及机器人端控制器；

所述可见冰裂隙及障碍物探测系统用于获取可见冰裂隙及障碍物信息，并将可见冰裂隙及障碍物信息发送给机器人端控制器；

所述雷达探测系统用于获取不可见冰裂隙信息和冰结构信息，并将不可见冰裂隙信息和冰结构信息发送给机器人端控制器；

所述机器人端控制器用于接收所述可见冰裂隙及障碍物探测系统发送的可见冰裂隙及障碍物信息，及接收所述雷达探测系统发送的不可见冰裂隙信息和冰结构信息，进行路径规划和避障；

所述雪样采集系统用于采集雪样或冰样。

所述雪样采集系统设置于所述移动机器人的前端；

所述雷达探测系统设置于所述移动机器人的后端；

所述可见冰裂隙及障碍物探测系统设置于所述移动机器人的的顶部。

所述可见冰裂隙及障碍物探测系统包括三自由度云台及设置于所述三自由度云台上的激光雷达和远距离观测相机，所述激光雷达和远距离观测相机用于观测和获取移动机器人周围环境的障碍物信息与可见冰裂隙信息。

所述雷达探测系统包括探冰雷达和探冰雷达支撑臂，其中探冰雷达支撑臂的一端与所述移动机器人连接，探冰雷达设置于探冰雷达支撑臂的另一端上；所述探冰雷达用于探测不可见冰裂隙信息和冰结构信息；所述探冰雷达支撑臂可根据地形动态调整所述探冰雷达的探测高度和角度。

所述雪样采集系统包括样品箱、前视觉平台、近距离操作相机、采样机械臂及采样工具，其中样品箱、前视觉平台及采样机械臂设置于所述移动机器人的前端；所述采样工具设置于所述采样机械臂的执行末端；所述近距离操作相机设置于所述前视觉平台内，用于实时监测采样机械臂的采样过程。

所述采样机械臂的基座关节位于所述前视觉平台的下方；所述样品箱位于所述前视觉平台的上方。

所述的冰结构探测机器人还包括惯性导航单元；所述惯性导航单元用于将所述移动机器人实时位置和姿态信息发送给机器人端控制器，所述机器人端控制器根据移动机器人实时位置和姿态信息进行所述移动机器人的运动控制。