[发明专利]一种基于机器视觉的灾后救援机器人及其控制系统与方法

说明书

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体而言，涉及一种基于机器视觉的灾后救援机器人及其控制系统及其控制方法。

背景技术

近年来由于世界各地地质灾害频发，给人类的生产生活带来了巨大的破坏。灾害搜救工作的复杂性、危险性和紧迫性给救援工作带来了极大的困难。在救灾过程中，救援人员需要在较短的时间内及时地发现和解救幸存者，否则幸存者存活的几率就会下降。为此需要有一款能够在复杂而危险的环境中协助救援人员实时救援的机器人。

越障救援机器人是机器人发展的新兴领域，属于危险性作业的机器人。目前越障救援机器人主要有轮式、腿式和履带式结构。轮式救援机器人结构简易、重量轻、行走快，但在越障方面有一定的局限；腿式救援机器人能很好地适应复杂地形，但是行走速度慢且结构相对复杂；履带式援机器人对复杂地形具有很强的适应能力并且动载小，但其重量大、耗能多。上述各种越障救援机器人功能较为简单，在生命迹象探测和现场画面实时传输等方面存在严重不足。本申请的发明人研究发现现在的越障机器人难以兼顾越障方便、行走灵活以及能够对危险环境中有价值信息进行有效传送，使得机器人的运用价值降低。

发明内容

本发明提供了一种基于机器视觉的灾后救援机器人，旨在改善救援机器人不能兼顾越障与灵活快速移动的问题。

本发明还提供了一种机器人控制系统，旨在改善救援机器人不易实现传送实时有效的画面以及转向不便、移动不灵活的问题。

本发明是这样实现的：

一种基于机器视觉的灾后救援机器人，所述机器人包括：

机身；

行走单元，包括两组分别设于机身两侧的行走组件，所述行走组件包括第一车轮、第二车轮和第三车轮，所述第一车轮、所述第二车轮与所述第三车轮分别独立驱动；所述第一车轮与所述第二车轮设在所述机身前端，所述第一车轮与所述第二车轮通过连杆连接，所述连杆与所述机身铰接，所述连杆与所述机身之间设有弹性件；所述第三车轮设在所述机身的后端；

控制系统，与所述行走单元连接，所述控制系统控制所述行走单元的运动。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述机身朝向前端与后端分别伸出连接部。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述弹性件的一端连接至所述机身前端的连接部靠近第二车轮一侧，所述弹性件的另一端连接至所述连杆靠近所述第二车轮一端上。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述机器人还包括抓取单元，所述抓取单元包括机械手、机械臂和舵机组，所述机械臂与所述机械手连接，所述机械手通过所述舵机组能够实现多个自由度的活动。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述机械臂包括依次铰接的第一臂和第二臂，所述舵机组包括第一舵机、第二舵机、第三舵机和第四舵机；

所述第一舵机设在所述机身上，所述第一舵机驱动所述第一臂旋转；所述第一臂与所述第一舵机铰接，所述第二舵机驱动所述第一臂相对所述第一舵机旋转；

所述第三舵机设在所述第二臂与所述第一臂的连接处，所述第三舵机驱动所述第二臂相对所述第一臂旋转；所述第四舵机设在所述机械手与所述第二臂的连接处，所述第四舵机驱动所述机械手相对所述第二臂旋转。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述舵机组还包括第五舵机，所述第五舵机连接所述机械手与所述第四舵机，所述第五舵机驱动所述机械手相对所述第四舵机旋转；所述机械手包括若干个可展开或者收拢的机械爪，所述第五舵机驱动若干所述机械爪的展开或者收拢。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述控制系统包括生命探测模块和画面实时传输模块，所述生命探测模块用于探测行走过程周围环境是否有生命迹象；所述画面实时传输模块包括画面采集器，所述画面采集器设在所述机身顶部。

一种机器人控制系统，所述控制系统包括主控制模块、驱动模块、超声波模块、生命探测模块、画面实时传输模块以及输出接口模块，所述主控制模块分别与所述驱动模块、所述超声波模块、所述生命探测模块、所述画面实时传输模块连接；所述主控制模块通过所述输出接口模块控制被控制对象。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，所述画面实时传输模块包括画面采集模块和信息传送模块，所述画面采集模块与所述主控制模块连接，所述画面采集模块通过所述信息传送模块向监控装置传输实时画面。

一种机器人的控制方法，包括以下步骤：

S1，控制系统控制机器人行走；

S2，机器人在行走过程中遇到障碍时，控制系统的超声波模块检测障碍高度；