CN107554785A - 一种灾后矿井侦测的变形飞行器控制***和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种灾后矿井侦测的变形飞行器控制***，主要由视觉探测器、主控制器、左机翼控制器，右机翼控制器和机轮控制器组成。其中，视觉探测器用于探测矿井巷道前方的障碍空间，主控制器接收视觉探测器的探测信号，发出指令控制左机翼控制器，右机翼控制器和机轮控制器。使飞行器可以在通过狭窄通道时缩小变形，应对灾害矿井顶板塌落等复杂环境的航行。

Description

一种灾后矿井侦测的变形飞行器控制***和方法

技术领域

本发明涉及一种灾后矿井侦测的变形飞行器控制***，特别是一种在灾后矿井环境飞行的机器人的智能控制。

背景技术

目前，矿井发生事故后的快速应急救援已经成为研究的热点，各种灾后侦测和救援机器人开始出现。最早研发的各种矿井救援机器人通常是地面行走装置，由于灾后矿井的地面障碍太多，这种行走式机器人行动缓慢，不适应快速救援的需要。因此一种新的飞行机器人开始应用与矿井救援工作。虽然飞行机器人速度快有助于快速救援，但灾后矿井由于顶板塌落等情况，很容易阻碍飞行机器人在巷道空间的飞行，给救援工作造成困难。

发明内容

为了克服顶板塌落等因素阻碍飞行机器人在巷道空间的飞行问题，在十三五国家重点研发计划课题“煤矿灾变环境信息侦测和存储技术及装备2016YFC0801808”的资助下，本发明提出了灾后矿井侦测的变形飞行器控制***和方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种灾后矿井侦测的变形飞行器控制***，由视觉探测器、主控制器、左机翼控制器，右机翼控制器和机轮控制器组成，其中视觉探测器的输出接主控制的输入端，主控制器的输出分别接左机翼控制器，右机翼控制器和机轮控制器的输入端；

所述的视觉探测器是为摄像头，用于探测飞行器前方的环境；

所述的主控制器接收视觉探测器的探测信号，判断前方环境的空间是否允许飞行器通过；如果不能通过，则发出指令至左机翼控制器，右机翼控制器和机轮控制器工作；

所述的左机翼控制器和右机翼控制器，分别控制连接飞行器机翼的伺服电机进行90度的旋转，使机翼与机身重合；

所述的机轮控制器控制飞行器底部行走滚轮，推动飞行器在地面前行。

所述的视觉探测器是双目摄像头；

一种灾后矿井侦测的变形飞行器控制方法是：

(a)、首先，主控制器接收视觉探测器的信号，判断前方环境的空间是否允许飞行器通过，如果允许通过，飞行器继续飞行，如果前方空间过窄，飞行器无法通过，则主控制器发出指令至左机翼控制器，右机翼控制器和机轮控制器工作；

(b)、主控制器发出的第一个指令至左机翼控制器和右机翼控制器，分别控制连接飞行器两个机翼的伺服电机进行90度的旋转，使两个机翼与机身重合；

(c)、主控制器发出的第二个指令至机轮控制器，控制飞行器底部行走滚轮的驱动电机，推动飞行器在地面前行，穿过狭窄空间。

本发明的有益效果是：可以在顶板塌落等因素影响飞行器通过的情况下，飞行器收缩机翼进行变形，通过障碍，继续前行以探测更远的矿井环境信息。

附图说明

图1是本发明一种灾后矿井侦测的变形飞行器控制***的原理图；

图2是本发明一种灾后矿井侦测的变形飞行器的变形结构示意图；

图3是本发明一种灾后矿井侦测的变形飞行器变形后的示意图。

图中：1—主控制器、2—视觉探测器、3—左机翼控制器、4—右机翼控制器、5—机轮控制器、6—左机翼伺服电机、7—右机翼伺服电机、8—滚轮驱动电机、9—左机翼、10—右机翼、11—飞行器机身、12—机尾。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明

在图1中示出本发明灾后矿井侦测的变形飞行器控制***的原理图。***由视觉探测器2、主控制器1、左机翼控制器3，右机翼控制器4和机轮控制器5组成。其中视觉探测器2的输出接主控制1的输入端，主控制器1的输出分别接左机翼控制器3，右机翼控制器4和机轮控制器5的输入端。左机翼控制器3的输出接左机翼伺服电机6，右机翼控制器4的输出接右机翼伺服电机7，机轮控制器5的输出接滚轮驱动电机8。

所述的视觉探测器2是双目摄像头，用于探测飞行器前方的环境；

所述的主控制器1接收视觉探测器2的探测信号，判断前方环境的空间是否允许飞行器通过；如果不能通过，则发出指令至左机翼控制器3，右机翼控制器4和机轮控制器5开始工作；

所述的左机翼控制器3和右机翼控制器4，分别控制连接飞行器机翼的左机翼伺服电机6和右机翼伺服电机7进行90度的旋转，使机翼与机身重合；

所述的机轮控制器5输出至滚轮驱动电机8，控制飞行器底部行走滚轮，推动飞行器在地面前行。

一种灾后矿井侦测的变形飞行器控制方法是：

(a)、首先，主控制器1接收视觉探测器2的信号，判断前方环境的空间是否允许飞行器通过，如果允许通过，飞行器继续飞行，如果前方空间过窄，飞行器无法通过，则主控制器1发出指令至左机翼控制器3，右机翼控制器4和机轮控制器5开始工作；

(b)、主控制器1发出的第一个指令至左机翼控制器3和右机翼控制器4，分别控制连接飞行器两个机翼的伺服电机进行90度的旋转，使两个机翼与机身重合；

(c)、主控制器发出的第二个指令至机轮控制器5，控制飞行器底部行走滚轮的驱动电机，推动飞行器在地面前行，穿过狭窄空间。

在图2中示出本发明灾后矿井侦测的变形飞行器的变形结构示意图。

飞行器的左机翼9与左机翼伺服电机6连接一体，飞行器的右机翼10与右机翼伺服电机7连接一体，伺服电机的旋转可以带动机翼旋转。

在图3中示出本发明灾后矿井侦测的变形飞行器变形后的示意图。在主控制器1发出的指令下，左机翼控制器3和右机翼控制器4，分别控制连接飞行器两个机翼的伺服电机进行90度的旋转，使两个机翼与机身重合。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种灾后矿井侦测的变形飞行器控制***，其特征在于：由视觉探测器、主控制器、左机翼控制器，右机翼控制器和机轮控制器组成，其中视觉探测器的输出接主控制的输入端，主控制器的输出分别接左机翼控制器，右机翼控制器和机轮控制器的输入端；

所述的视觉探测器是为摄像头，用于探测飞行器前方的环境；

所述的主控制器接收视觉探测器的探测信号，判断前方环境的空间是否允许飞行器通过；如果不能通过，则发出指令至左机翼控制器，右机翼控制器和机轮控制器工作；

所述的左机翼控制器和右机翼控制器，分别控制连接飞行器机翼的伺服电机进行90度的旋转，使机翼与机身重合；

所述的机轮控制器控制飞行器底部行走滚轮，推动飞行器在地面前行。

2.根据权利要求1所述的一种灾后矿井侦测的变形飞行器控制***，其特征在于：所述的视觉探测器是双目摄像头。

3.一种灾后矿井侦测的变形飞行器控制方法，其特征在于：

(a)、首先，主控制器接收视觉探测器的信号，判断前方环境的空间是否允许飞行器通过，如果允许通过，飞行器继续飞行，如果前方空间过窄，飞行器无法通过，则主控制器发出指令至左机翼控制器，右机翼控制器和机轮控制器工作；

(b)、主控制器发出的第一个指令至左机翼控制器和右机翼控制器，分别控制连接飞行器两个机翼的伺服电机进行90度的旋转，使两个机翼与机身重合；

(c)、主控制器发出的第二个指令至机轮控制器，控制飞行器底部行走滚轮的驱动电机，推动飞行器在地面前行，穿过狭窄空间。