[发明专利]一种基于气体浓度梯度驱动的气体源定位装置

说明书

本发明涉及一种基于气体浓度梯度驱动的气体源定位装置，装置包括机器人移动平台以及同时置于其上的主控制器、传感器阵列模块、传动机构模块和人机交互模块；传感器阵列模块包括平板、电路接口和气体传感器；气体传感器用于实时检测所处区域的气体浓度并发送至主控器；传感器阵列模块与传动机构模块连接；主控器同时与传感器阵列模块、传动机构模块、人机交互模块和机器人移动平台连接，以基于气体浓度梯度方向通过变角度追踪驱动装置自动锁定气体源位置，具体采用了自动搜寻算法。本发明的装置结构简单，能够实现多种类气体的同时检测，不需要配置风向、风速测试等仪器元件，能够实现三维空间内的气体检测与气体源的准确定位。

技术领域

本发明属于气体源定位技术领域，涉及一种气体源定位装置，尤其是涉及一种采用传感器阵列的基于气体浓度梯度驱动的气体源定位装置。

背景技术

日常生产生活中，当某些气体特别是有毒、易燃、易爆等气体浓度高于安全值时，会引起极大的危险，这会给人们的生命和财产造成巨大损失。因此，实现气体的准确监测和气体源的快速定位，有利于及时实施应对措施及救援，对于人们的生产生活具有重大意义。

目前业内采用的气体源定位技术多数是通过测量扩散空间内不同位置处的气体浓度和风向信息，然后结合气体扩散理论模型进行运算分析，从而实现气体源位置的判定。此类功能主要通过如下两种技术路线来实现：

(1)采用分布于测试区域内不同位置的固定式无线传感节点，通过传感节点的检测信息，对测试区域内的气体分布特性进行分析，从而推演出气体源的位置，但该方法需要根据实际应用场景进行传感节点的优化布置，当存在障碍物和风向干扰时容易出现错判，并存在监测盲点；

(2)采用携带气体检测装置的移动式机器人，通过群机器人的协同工作，从而分析气体源的位置信息，然而此方法需要多台机器人和相关设备，其成本和能耗较高，群机器人之间的有序协同工作控制复杂，其便携性较差。

此外，以上两种技术路线都需要配备风向、风速检测装置来辅助气体源的定位，这使得其硬件设备复杂，其实现成本较高。

目前现有技术的不足之处可概括如下：

(1)只能针对一种气体进行检测，若需要同时对多种气体源进行检测，需要配置多台设备，其设备成本较高；

(2)设备上需要配置风速、风向检测等仪器部件，设备硬件复杂，便携性能较差；

(3)多数设备只能实现二维平面范围内的检测，不具备三维空间的指示功能，实际应用性能不高。

因此，亟待研究一种气体源定位装置以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种基于气体浓度梯度驱动的气体源定位装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于气体浓度梯度驱动的气体源定位装置，包括机器人移动平台以及同时置于其上的主控制器、传感器阵列模块、传动机构模块和人机交互模块；

主控器同时与传感器阵列模块、传动机构模块、人机交互模块和机器人移动平台连接；传感器阵列模块与传动机构模块连接；