[发明专利]一种面向未知封闭空间的自主探测基站群

摘要

本发明公开一种面向封闭空间的自主探测基站群，属于空间环境探测领域。系统包括四个可自主移动的探测基站，其中，各探测基站相对于空间起始点的坐标已知，探测程序启动后，基站启动移动装置依次向前移动，当碰撞检测器接触到障碍物后及时进行规避移动。每次单位距离移动完成后，各基站通过超宽带无线电模块进行相互定位及数据通信并启动陀螺寻北仪进行误差消除。与此同时，启动红外热成像仪，气体探测器，CCD图像传感器感知空间数据并储存在工业硬盘中，从而建立空间状态数据库。本发明适用于未知封闭空间的环境探测，同时也适用于封闭环境中的目标自主定位及跟踪。

主权项

一种面向封闭空间的自主探测基站群，其特征是：包括四个可自主移动的探测基站，每个探测基站由1个基架、7个支撑柱、1个支撑板、1套移动装置、5个红外热成像仪、1个单片机、2套防撞击保护装置、9个碰撞检测器、1个陀螺寻北仪、1个气体探测器、1套超宽带无线电模块、1个CCD图像传感器、2个探照光源、1个工业硬盘、2个本安电池组成；所述的基架由6根角钢焊接而成；7根支撑柱由螺栓固定在基架上，其中，4根用来连接支撑板，2根用来连接前部防撞击保护装置，1根用来连接红外热成像仪；所述的移动装置由2个电机固定板、2个电机支架、2个步进电机、2个联轴器、2个橡胶轮胎、1个万向轮支撑架以及1万向轮构成；其中，电机固定板通过螺栓螺母机构安装在基架上，电机支架固定在电机固定板上，步进电机焊接在电机支架上，橡胶轮胎通过联轴器与步进电机相连接；所述的5个红外热成像仪固定在机身前方的支撑柱上，并且成一定角度分布，可扩大探测区域；前部的防撞击保护装置通过减震弹簧与2个支撑柱连接；9个碰撞检测器安装在防撞击保护装置前方，可检测来自机身前方各角度的碰撞；所述的支撑板通过4跟支撑柱固定在基架上；CCD图像传感器、单片机、超宽带模块安装在支撑板的上侧，工业硬盘及超宽带天线安装在支撑板的下侧；所述的2个探照光源安装在CCD图像传感器的两侧，为图像的采集提供光源；顶部防撞击保护装置包括3个减震液压油缸及1个橡胶材质的保护盔；其中，减震液压油缸安装在支撑板上方，油缸的一端连接支撑板，另一端连接橡胶保护板；从而保护机身免受来自顶部的撞击；面向封闭空间的自主探测基站群的自主探测方法包括：(1)将4部自主探测基站放置在封闭空间入口处，并设定空间坐标系基准，与此同时，确定各基站初始位置坐标；(2)启动空间自主探测程序；(3)打开探测基站群所有探测模块，启动第一部基站移动装置，当碰撞检测器接收到前方的碰撞信号时，反馈给单片机，单片机通过控制左右步进电机进行避障移动；(4)当第一部自主探测基站移动完成后，启动超宽带无线电通信模块，通过发射超宽带无线电脉冲信号对其他三部静止的基站进行测距，将测得的距离信息通过微处理器解算成坐标位置信息；与此同时，将探测模块获得的环境信息与位置坐标信息一同传输至工业硬盘中储存；(5)同理，其余三部自主探测基站按照探测程序依次向前移动并探测；每次只允许一部基站移动，其它基站保持静止，从而实现坐标系的连续平移；(6)当空间探测完成后，自主探测基站群按照已获得的坐标位置信息返回到空间入口处；所述面向封闭空间的自主探测基站群用于封闭空间的环境探测及目标跟踪与导航。