【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多地形考察机器人装置及其配置及引导方法
本专利技术涉及一种能够考察受限及风险区域的机器人装置。机器人应用可重新配置的运动模块,以便在不规则及不平整地形中操作,携带能够将被覆盖地形建模为3D彩色点云的制图单元。地形模型充当操作辅助模块的输入,其指示不可跨越及倾翻风险区域并且建议适当运动配置以跨越每一障碍物。考虑行进距离、倾翻风险及能量消耗,自主导航模块还使用地形模型来产生最优路径。
技术介绍
自然洞穴通常见于铁形成区域中。为经济地探索这些区域,在环境及法律上要求对洞穴进行考察。考虑此情境,内部调查对评估洞穴的相关性以及因此确定其保护或开发至关重要。洞穴学者小组通常会聚集在一起进行所述研究。然而,由于存在有毒动物、有毒气体、蝙蝠排泄物、冒顶风险等,自然洞穴可能是危险的环境。人类在此类区域的存在总是与健康危害有关。考虑到这一点,使用机器人装置进入洞穴并执行这些考察可能是适当技术解决方案。从机器人的角度来看,自然洞穴可能极具挑战性。其可能呈现如下特性:不规则地形;封闭环境;无线通信困难;不存在GPS信号。一个特殊挑战在于地势,所述地势通常较复杂。地形未结构化,呈现出平坦区域及凹凸不平的区域的混合。考虑到此类特性,探索装置必须具有高效运动系统,结合障碍物跨越而不会倾翻,能量效率及有效载荷能力。探测装置必须具有进入洞穴的能量自主权,在所有内部区段中执行考察并返回到工作基地。这样,具有能量消耗友好的运动配置(例如轮)是有效解决方案。另一方面,与腿相比,轮跨越障碍物的效率较低。虽然基于腿的运动配置消耗额外的能量,但其在粗糙地形跨越上更有效。与洞穴的考察有关的另一问题是机器 ...
【技术保护点】
1.一种多地形考察机器人装置,其包括:机器人框架,其包括具有照明系统(4、5)的多个摄像机;制图单元(14),其附接到所述机器人框架,所述制图单元包括多个传感器(15);可重新配置的运动模块,其包括根据可选择组装模式布置的多个运动机构;操作辅助模块,用于从所述传感器及摄像机接收数据,并识别运动机构的适当组装模式;及自主导航模块,其用于确定针对所述机器人装置的最优路径规划,其中所述自主导航模块进一步经配置以指示运动机构的替代组装模式。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.13 US 62/458,311;2017.02.13 US 62/458,4631.一种多地形考察机器人装置,其包括:机器人框架,其包括具有照明系统(4、5)的多个摄像机;制图单元(14),其附接到所述机器人框架,所述制图单元包括多个传感器(15);可重新配置的运动模块,其包括根据可选择组装模式布置的多个运动机构;操作辅助模块,用于从所述传感器及摄像机接收数据,并识别运动机构的适当组装模式;及自主导航模块,其用于确定针对所述机器人装置的最优路径规划,其中所述自主导航模块进一步经配置以指示运动机构的替代组装模式。2.根据权利要求1所述的多地形考察机器人装置,其中所述机器人框架具有矩形形状,其具有六个旋转接头(6),每一侧为三个。3.根据权利要求2所述的多地形考察机器人装置,其中每一接头(6)具有其自身的独立可控电动机。4.根据权利要求1所述的多地形考察机器人装置,其中所述可重新配置的运动模块的所述运动机构选自由以下各者组成的群组:普通轮(11);星形轮(12);弧形腿(10);及转向轨道(13)。5.根据权利要求4所述的多地形考察机器人装置,其中所述可重新配置的运动模块的所述运动机构使用快速释放销被迅速且一体地更换。6.根据权利要求4所述的多地形考察机器人装置,其中所述可重新配置的运动模块使用仅一种类型的运动机构使所述组装模式为同质的,或一起使用不同类型的可用运动机构使所述组装模式为非同质的,所述组装模式可经配置为但不仅限于:6个普通轮(11);6个星形轮(12个);6个弧形腿(10);角上的4个普通轮(11)及2个中央腿(10);角上的4个普通轮(11)及2个中央星形轮(12);角上的4个普通轮(11),其中所述转向轨道(13)耦合在其上。7.根据权利要求1所述的多地形考察机器人装置,其中所述制图单元(14)包括作为传感器的3D激光扫描仪(15)、全高清彩色摄像机(16)、高亮度LED外部发光器(17)及惯性测量单元。8.根据权利要求1所述的多地形考察机器人装置,其中所述制图单元(14)具有处于垂直位置的激光扫描仪(15),并且其尖端具有完全360°旋转机构,这使得所述传感器能够扫描所有机器人周围环境。9.根据权利要求7所述的多地形考察机器人装置,其中由所述制图单元传感器提供的原始数据包含3D点云及彩色图像。10.根据权利要求9所述的多地形考察机器人装置,其中所述点云及彩色图像数据经融合以产生所考察区域的彩色3D点云。11.根据权利要求8所述的多地形考察机器人装置,其中所述点云...
【专利技术属性】
技术研发人员:G·M·弗雷塔斯,F·A·S·罗沙,M·P·托雷,A·F·丰特斯·尤尼奥尔,V·R·拉莫斯,L·E·D·C·诺盖拉,A·S·桑托斯,E·科塔,W·苗拉,M·A·多斯雷斯,B·L·S·科斯塔,L·C·M·雷德兹马,R·P·埃万热利斯塔,P·X·阿尔坎塔拉,R·T·利马,T·P·德苏扎,I·V·布兰迪,R·N·阿劳若,M·F·M·戈梅斯,G·C·加西亚,
申请(专利权)人:淡水河谷公司,巴伊亚区部国家工业学徒服务局,
类型:发明
国别省市:巴西,BR
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