CN111897345A - 一种高智能的灾场环境预勘探*** - Google Patents
一种高智能的灾场环境预勘探*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种高智能的灾场环境预勘探***，包括多个高智能机器人和一与之远程连接的远程控制终端，其中每个高智能机器人包括运动控制模块、风险评估模块、第一通讯模块、定位模块和环境感知模块，远程控制终端包括路径规划模块、指令生成模块、第二通讯模块和地图映射模块。通过本技术方案，能够依托高智能机器人配备的特种传感器模组，通过远程控制终端调配勘探路线，能够适应火灾、化学品泄漏、核泄漏等多应用场景，根据勘探采样数据和预设指标将灾场环境划分为低风险区域、中风险区域和高风险区域并以灾场风险地图的形式进行呈现，以实现对于灾场环境的遍历化初步勘探，为后续专业救灾人员的进入提供相应的安全保障参考。
Description
技术领域
本发明涉及高智能机器人的救灾场景应用，尤其涉及一种高智能的灾场环境预勘探***。
背景技术
随着科技发展和进步，机器人能够实现的功能越来越丰富，也得到了越来越广泛的应用，在一些方面，机器人能够代替人类在一些恶劣、危险的环境中进行工作，并且能够代替人类执行一些枯燥单调的重复性劳作。
于灾情救援技术领域，考虑到灾后环境错综复杂，二次灾害可能随时发生，这对于救灾人员的人身安全造成了极大的风险。如何将高智能机器人应用于救灾场景进而降低救援风险时成为了本领域技术人员亟待解决的一大难题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种高智能的灾场环境预勘探***，具体技术方案如下所示：
一种高智能的灾场环境预勘探***，该种***具体包括多个高智能机器人和一远程控制终端，远程控制终端分别远程连接每个高智能机器人；
其中，高智能机器人进一步包括：
运动控制模块，根据远程控制终端发送的第一控制指令控制高智能机器人进行移动；
风险评估模块，用于通过一传感器组持续获取高智能机器人实时位置处的外部环境数据，并将外部环境数据与预设的标准环境数据进行比较评估，持续输出一风险评估结果；
第一通讯模块，分别连接运动控制模块和风险评估模块，用于接收第一控制指令并发送风险评估结果；
远程控制终端进一步包括：
路径规划模块，根据来自外部的灾场环境地图和用户指令，分别生成多条勘探路径，每条勘探路径对应一高智能机器人；
指令生成模块，连接路径规划模块，根据勘探路径生成对应的第一控制指令并输出；
地图映射模块，根据灾场环境地图和风险评估结果，将风险评估结果对应的实际灾场区域于灾场环境地图上进行映射，生成一灾场风险地图；
第二通讯模块，分别连接指令生成模块和地图映射模块，用于持续接收风险评估结果并发送第一控制指令。
优选的，该种灾场环境预勘探***，其中高智能机器人还包括一路径修正模块；
路径修正模块连接运动控制模块，通过传感器组对于外部环境进行持续感知监测，并当感知监测到对应的勘探路径上出现障碍物时输出一对应的路径修正指令；
运动控制模块还根据路径修正指令控制高智能机器人进行移动。
优选的，该种灾场环境预勘探***，其中高智能机器人还包括一定位模块；
定位模块连接风险评估模块，用于通过一定位模组持续获取并输出高智能机器人的实时位置信息；
外部环境数据与实时位置信息相关联。
优选的，该种灾场环境预勘探***，其中远程控制终端还包括一警示模块，警示模块连接地图映射模块；
当高智能机器人对应的实时位置信息超过一预定时间未更新时，警示模块发出警示信息，并通过地图映射模块将实时位置信息于灾场风险地图进行标记。
优选的，该种灾场环境预勘探***，其中当路径规划模块无法获取灾场环境地图时，路径规划模块根据灾场覆盖范围生成多个勘探区域，每个勘探区域对应一高智能机器人；
高智能机器人于勘探区域中进行遍历勘探。
优选的，该种灾场环境预勘探***，其中高智能机器人还包括一环境感知模块；
环境感知模块连接第一通讯模块，通过传感器组持续获取外部的环境数据并将环境数据实时回传至远程控制终端；
地图映射模块根据环境数据生成灾场环境地图。
优选的，该种灾场环境预勘探***，其中风险评估结果包括低风险区域、中风险区域和高风险区域，其中：
低风险区域为仅救灾专业人员可进入区域；
中风险区域为救灾专业人员需穿戴专业防护设备方可进入区域；
高风险区域为禁止进入区域。
优选的，该种灾场环境预勘探***，其中地图映射模块根据风险评估结果的更新对灾场风险地图进行相应更新。
优选的，该种灾场环境预勘探***，其中传感器组包括环境温度传感器、空气颗粒物浓度传感器、毒害气体浓度传感器和核辐射计量传感器。
本技术方案具体有如下优点或有益效果：
通过本技术方案，能够依托高智能机器人配备的特种传感器模组，通过远程控制终端调配勘探路线，无论是否具有灾场环境地图均可实现对于灾场的全方位遍历探索，同时能够适应火灾、化学品泄漏、核泄漏等多应用场景；根据勘探采样数据和预设指标将灾场环境划分为低风险区域、中风险区域和高风险区域并以灾场风险地图的形式进行呈现，能够为后续专业救灾人员的入场救灾提供相应参考，大幅提升了安全保障。
附图说明
图1为本发明一种高智能的灾场环境预勘探***的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种高智能的灾场环境预勘探***，应用于高智能机器人的救灾应用技术领域，具体技术方案如下所示：
一种高智能的灾场环境预勘探***，如图1所示，该种***具体包括多个高智能机器人1和一远程控制终端2，远程控制终端2分别远程连接每个高智能机器人1；
其中，高智能机器人1进一步包括：
运动控制模块11，根据远程控制终端2发送的第一控制指令控制高智能机器人进行移动；
风险评估模块12，用于通过一传感器组持续获取高智能机器人实时位置处的外部环境数据，并将外部环境数据与预设的标准环境数据进行比较评估，持续输出一风险评估结果；
第一通讯模块13，分别连接运动控制模块11和风险评估模块12，用于接收第一控制指令并发送风险评估结果；
远程控制终端2进一步包括：
路径规划模块21，根据来自外部的灾场环境地图和用户指令，分别生成多条勘探路径，每条勘探路径对应一高智能机器人；
指令生成模块22，连接路径规划模块21，根据勘探路径生成对应的第一控制指令并输出；
地图映射模块23，根据灾场环境地图和风险评估结果，将风险评估结果对应的实际灾场区域于灾场环境地图上进行映射，生成一灾场风险地图；
第二通讯模块24，分别连接指令生成模块22和地图映射模块23，用于持续接收风险评估结果并发送第一控制指令。
现提供一具体实施例对本技术方案进行进一步阐释和说明：
在本发明的第一具体实施例中，采用多个高智能机器人1，通过远程控制终端2的协同调配进行灾场环境的预勘探：首先，远程控制终端2通过读取外部传输的灾场环境地图，根据高智能机器人的部署数量确定各机器人的勘探路径并将其作为控制指令发送给各机器人；各高智能机器人根据控制指令沿既定路线进行勘探移动——在勘探移动过程中，通过其配备的传感器联组持续获取外部环境数据，并将其与预先设置的标准环境数据进行相应比较，根据比较结果输出相应的评估结果；在风险评估过程中，预设的标准环境数据包括多个分档，通过观察实时监测数据落于的分档区域来得到相应的风险评估结果并返回远程控制终端；远程控制终端结合灾场环境地图和实时回传的风险评估结果，将风险评估结果映射于地图的对应区域中以得到灾场风险地图。救灾专业人员可以根据该灾场风险地图对灾场实时环境进行提前预知，提前了解了灾场的危险源分布并能够进行有效规避，答复提升了对于救灾人员的人身安全保障。
作为优选的实施方式，该种灾场环境预勘探***，其中高智能机器人还包括一路径修正模块14；
路径修正模块14连接运动控制模块11，通过传感器组对于外部环境进行持续感知监测，并当感知监测到对应的勘探路径上出现障碍物时输出一对应的路径修正指令；
运动控制模块11还根据路径修正指令控制高智能机器人进行移动。
在本发明的一较佳实施例中，考虑到灾场的环境是实时变化的，基于现场设计图等原始材料获得的灾场环境地图可能因灾情而发生较大变化，导致既定的勘探路径无法畅通等情况的出现——在此背景下需要高智能机器人1依托自身的高性能工控机进行路径修正的实时计算和自主控制，在出现障碍物时通过绕避等方式进行规避并在规避完成后返回既定路线继续相关的勘探工作。优选的，有关障碍物的规避将实时返回远程控制端2以便将障碍物位置在灾场环境地图中进行更新。
作为优选的实施方式，该种灾场环境预勘探***，其中高智能机器人还包括一定位模块15；
定位模块15连接风险评估模块12，用于通过一定位模组持续获取并输出高智能机器人的实时位置信息；
外部环境数据与实时位置信息相关联。
在本发明的另一较佳实施例中，风险评估结果于灾场环境地图中的映射基于对应的机器人实时位置加以实现。
作为优选的实施方式，该种灾场环境预勘探***，其中远程控制终端还包括一警示模块25，警示模块25分别连接地图映射模块23和第二通讯模块24；
当高智能机器人对应的实时位置信息超过一预定时间未更新时，警示模块25发出警示信息，并通过地图映射模块23将实时位置信息于灾场风险地图进行标记。
在本发明的另一较佳实施例中，于勘探过程中高智能机器人1应当始终处于运动过程中，若长时间定位信息未更新则说明机器人处于异常状态，很有可能是其遭遇风险难以自行移动以脱离危险区域，此时需要发出警示信息并将该区域作为高风险区域在灾场风险地图中进行标记。
作为优选的实施方式，该种灾场环境预勘探***，其中当路径规划模块21无法获取灾场环境地图时，路径规划模块21根据灾场覆盖范围生成多个勘探区域，每个勘探区域对应一高智能机器人1；
高智能机器人1于勘探区域中进行遍历勘探。
作为优选的实施方式，该种灾场环境预勘探***，其中高智能机器人1还包括一环境感知模块16；
环境感知模块16连接第一通讯模块13，通过传感器组持续获取外部的环境数据并将环境数据实时回传至远程控制终端；
地图映射模块23根据环境数据生成灾场环境地图。
现提供另一具体实施例对本技术方案进行进一步阐释和说明：
在本发明的第二具体实施例中，与上述第一具体实施例不同的是，远程控制终端2无法获取灾场环境地图，这可能时由于原始背景材料的缺失或是灾场区域过于偏僻空旷等。在这样的背景下，路径规划模块21无法进行具体勘探路线的制定，转而进行勘探区域的划分——在划分区域的基础上，各高智能机器人1根据自主设定的遍历算法对该分配区域进行勘探，而在勘探过程中，除了对环境风险进行评估之外，还依托自身的环境感知单元16进行灾场环境细节的具体描绘和构造，反馈给远程控制终端2以实现灾场环境地图的获取。
作为优选的实施方式，该种灾场环境预勘探***，其中风险评估结果包括低风险区域、中风险区域和高风险区域，其中：
低风险区域为仅救灾专业人员可进入区域；
中风险区域为救灾专业人员需穿戴专业防护设备方可进入区域；
高风险区域为禁止进入区域。
在本发明的另一较佳实施例中，风险评估结果被设定为低风险、中风险和高风险三个层级，其中“低风险”区域代表风险程度较低，救灾专业人员可以直接进入无需专业级防护；“中风险”区域说明风险程度较高但评估不足以造成相应的人身伤害，需要救灾人员穿戴专业防护设备方可进入；“高风险”区域表示该区域风险程度极高，存在潜在的人身安全风险，需要严格禁止救灾人员进入。在本较佳实施例中，采用不同的颜色标识对各风险区域在灾场评估地图上进行呈现，更为直观和醒目；该灾场环境地图通过远程传输的方式传输给救灾人员的移动化便携设备端，方便救灾人员进行实时查看
作为优选的实施方式，该种灾场环境预勘探***，其中地图映射模块23根据风险评估结果的更新对灾场风险地图进行相应更新。
在本发明的另一较佳实施例中，由于灾场环境是动态变化的，为了使得得出的灾场风险地图更为精准更具有参考价值，需要地图映射模块23具备对于灾场风险地图的实时更新功能——例如高智能机器人1在一既定的规划路径上两次经过同一位置点，且两次经过时获得的风险评估结果发生了变化，由低风险转化为了中度风险，此时即需要地图映射模块23根据新的风险评估结果对于灾场风险地图进行相应更新以提示救灾人员注意规避。
作为优选的实施方式，该种灾场环境预勘探***，其中传感器组包括环境温度传感器、空气颗粒物浓度传感器、毒害气体浓度传感器和核辐射计量传感器。
在本发明的另一较佳实施例中，高智能机器人1上适配的传感器组能够根据具体的救灾环境进行适配性调整：例如针对火灾场景，需要配备环境温度传感器和烟雾浓度传感器，将火灾场景中的环境温度和烟雾浓度作为风险评估的指标；若火灾场景涉及化学品泄漏背景或针对单纯的化学品泄漏场景，则需要补充毒害气体浓度传感器以监测空气中的毒害气体成分和浓度；若针对核电站等核泄漏场景，则可以配备盖革计数器等核辐射计量传感器。高智能机器人传感器的灵活配置使得本技术方案能够针对绝大多数的灾场环境均得以需求满足，需要注意的是对于传感器的设置并不限于上述罗列的几种类型，用户能够根据实际需求进行替换更改调配。
综上所述，通过本技术方案，能够依托高智能机器人配备的特种传感器模组，通过远程控制终端调配勘探路线，无论是否具有灾场环境地图均可实现对于灾场的全方位遍历探索，同时能够适应火灾、化学品泄漏、核泄漏等多应用场景；根据勘探采样数据和预设指标将灾场环境划分为低风险区域、中风险区域和高风险区域并以灾场风险地图的形式进行呈现，能够为后续专业救灾人员的入场救灾提供相应参考，大幅提升了人身安全保障，具有极佳的推广和应用价值。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种高智能的灾场环境预勘探***，其特征在于，所述灾场环境预勘探***包括多个高智能机器人和一远程控制终端，所述远程控制终端分别远程连接每个所述高智能机器人；
所述高智能机器人进一步包括：
运动控制模块，根据所述远程控制终端发送的第一控制指令控制所述高智能机器人进行移动；
风险评估模块，用于通过一传感器组持续获取所述高智能机器人实时位置处的外部环境数据，并将所述外部环境数据与预设的标准环境数据进行比较评估，持续输出一风险评估结果；
第一通讯模块，分别连接所述运动控制模块和所述风险评估模块，用于接收所述第一控制指令并发送所述风险评估结果；
所述远程控制终端进一步包括：
路径规划模块，根据来自外部的灾场环境地图和用户指令，分别生成多条勘探路径，每条所述勘探路径对应一所述高智能机器人；
指令生成模块，连接所述路径规划模块，根据所述勘探路径生成对应的所述第一控制指令并输出；
地图映射模块，根据所述灾场环境地图和所述风险评估结果，将所述风险评估结果对应的实际灾场区域于所述灾场环境地图上进行映射，生成一灾场风险地图；
第二通讯模块，分别连接所述指令生成模块和所述地图映射模块，用于持续接收所述风险评估结果并发送所述第一控制指令。
2.如权利要求1所述的灾场环境预勘探***，其特征在于，所述高智能机器人还包括一路径修正模块；
所述路径修正模块连接所述运动控制模块，通过所述传感器组对于外部环境进行持续感知监测，并当感知监测到对应的所述勘探路径上出现障碍物时输出一对应的路径修正指令；
所述运动控制模块还根据所述路径修正指令控制所述高智能机器人进行移动。
3.如权利要求1所述的灾场环境预勘探***，其特征在于，所述高智能机器人还包括一定位模块；
所述定位模块连接所述风险评估模块，用于通过一定位模组持续获取并输出所述高智能机器人的实时位置信息；
所述外部环境数据与所述实时位置信息相关联。
4.如权利要求3所述的灾场环境预勘探***，其特征在于，所述远程控制终端还包括一警示模块，所述警示模块分别连接所述地图映射模块和所述第二通讯模块；
当所述高智能机器人对应的所述实时位置信息超过一预定时间未更新时，所述警示模块发出警示信息，并通过所述地图映射模块将所述实时位置信息于所述灾场风险地图进行标记。
5.如权利要求1所述的灾场环境预勘探***，其特征在于，当所述路径规划模块无法获取所述灾场环境地图时，所述路径规划模块根据灾场覆盖范围生成多个勘探区域，每个所述勘探区域对应一所述高智能机器人；
所述高智能机器人于所述勘探区域中进行遍历勘探。
6.如权利要求5所述的灾场环境预勘探***，其特征在于，所述高智能机器人还包括一环境感知模块；
所述环境感知模块连接所述第一通讯模块，通过所述传感器组持续获取外部的环境数据并将所述环境数据实时回传至所述远程控制终端；
所述地图映射模块根据所述环境数据生成所述灾场环境地图。
7.如权利要求1所述的灾场环境预勘探***，其特征在于，所述风险评估结果包括低风险区域、中风险区域和高风险区域，其中：
所述低风险区域为仅救灾专业人员可进入区域；
所述中风险区域为所述救灾专业人员需穿戴专业防护设备方可进入区域；
所述高风险区域为禁止进入区域。
8.如权利要求1所述的灾场环境预勘探***，其特征在于，所述地图映射模块根据所述风险评估结果的更新对所述灾场风险地图进行相应更新。
9.如权利要求1所述的灾场环境预勘探***，其特征在于，所述传感器组包括环境温度传感器、空气颗粒物浓度传感器、毒害气体浓度传感器和核辐射计量传感器。
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111897345B (zh) | 2023-10-10 |
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