一种采用群组机器人快速建立应急救援支撑系统的方法技术方案

本发明专利技术提供一种采用群组机器人快速建立应急救援支撑系统的方法，包括以下步骤：S1群组机器人初始化阶段，基地机器人完成自身初始化并触发其他机器人初始化；S2救援支撑系统第一区域地图构建阶段；S3救援支撑系统通信网络构建阶段；S4救援支撑系统区域整体地图(包括第一区域和第二区域)构建阶段；S5救援支撑系统通信网络优化阶段；S6救援支撑系统计算支撑服务构建阶段，完成群组机器人应急救援支撑系统自主构建。本发明专利技术也可以通过重复S3到S6阶段构造过程实现更大区域救援支撑服务扩展。本方法通过群组机器人能够为应急救援现场快速有效的自主建立救援支撑系统，为后续救援及其他工作的迅速开展提供通信、计算等关键支撑服务。务。务。

【技术实现步骤摘要】
一种采用群组机器人快速建立应急救援支撑系统的方法


[0001]本专利技术涉及一种利用群组机器人快速建立应急救援支撑系统的方法，尤其是涉及一种采用群组机器人快速建立应急救援支撑系统的方法。

技术介绍

[0002]应急情况发生后，开展救援的最安全有效途径就是在信息不完整存在人员生命风险的应急现场，通过机器快速建立一个能够支撑救援业务的包括但不限于通信服务和计算服务的救援支撑系统，为救援人员后续进入降低人身风险，提高救援保障能力和救援效率。现有救援机器人一般为具备自主行走、导航定位、被困人员生命探测、音视频交互、紧急救护物资输送等众多功能的单体机器人，由于为单体状态，因此救援机器人只能独立行动，单体机器人之间缺乏有效协同作业能力，计算资源不能共享，环境适应性差，且不能共同为后续救援工作建立具备一定业务支撑功能的救援系统，只能将现场情况采集后传输或携带回地面救援基地，并不能彻底解决救援人员进入救援现场的风险预防和业务支援问题，多年来应急单体救援机器人虽然得到了很大的发展，但是包括通信服务、计算服务在内的救援支撑系统的建立仍然依靠救援人员在高风险情况下进入现场后部署构建。成为应急救援快速有效实施的瓶颈。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种采用群组机器人快速建立应急救援支撑系统的方法，是一种采用群组机器人快速建立应急场景救援支撑系统的实施方法，主要针对应急救援场景，解决了现场信息不完备或者原有环境状态已经被改变的，通信系统及计算系统被破坏或者缺乏场景下，采用自组织群组机器人快速自主实现包括通信服务和计算服务在内的救援支撑系统的构建方法，其技术方案如下所述：
[0004]一种采用群组机器人快速建立应急救援支撑系统的方法，所述群组机器人包括基地机器人、通信机器人、地形探测机器人，包括以下步骤：
[0005]S1：群组机器人初始化阶段：基地机器人完成自身初始化，并将在基地机器人注册的其他机器人进行初始化，初始化后通信机器人、地形探测机器人进入低功耗休眠状态，等待基地机器人的触发指令；
[0006]S2：救援支撑系统第一区域地图构建阶段：在基地机器人通信覆盖范围内，基地机器人激活确定的具体数量的地形探测机器人，在基地机器人提供的通信覆盖范围内的定位和导航服务支持下，地形探测机器人启动地形信息采集任务，自主完成基地机器人通信覆盖范围的地形信息采集，地形信息由地形探测机器人采集后发回基地机器人，由基地机器人融合各地形探测机器人所采集信息生成第一区域地图，所述基地机器人通信覆盖范围是其无线信号覆盖区域，同时对应第一区域；
[0007]S3：救援支撑系统通信网络构建阶段：在步骤S2的第一区域地图基础上，基地机器人的区域通信覆盖需要完成由第一区域扩展至第二区域的无线网络规划，根据无线网络规
划中计划部署在第一区域覆盖边缘的网络站点数量，基地机器人激活相应数量的通信机器人，通信机器人自主运动至无线网络规划的网络站点，并启动通信服务完成基础通信网络自主部署，救援支撑系统通讯网络覆盖由第一区域扩展至第二区域，实现包含第一区域和第二区域的整体通信覆盖，并提供覆盖范围的定位和导航服务，所述基地机器人和通信机器人的通信覆盖范围，形成救援支撑系统通信网络的无线信号覆盖区域，所述通信机器人扩展的通信覆盖范围对应第二区域，所述救援支撑系统通信网络对应基础通信网络；
[0008]S4：救援支撑系统区域整体地图构建阶段：基地机器人激活多个地形探测机器人，在基地机器人与通信机器人构建的基础通信网络定位和导航服务支撑下，激活状态的地形探测机器人自主运动到指定分区域完成地形信息采集，各地形探测机器人通过基础通信网络将所采集分区域地形信息上传到基地机器人，基地机器人融合各地形探测机器人所采集的分区域地形信息，生成救援支撑系统区域整体地图，并将救援支撑系统区域整体地图下发至通信机器人和地形探测机器人，其中救援支撑系统区域包括第一区域和第二区域；
[0009]S5：救援支撑系统通信网络优化阶段：基于步骤S4的救援支撑系统区域整体地图，基地机器人对救援支撑系统整体区域进行整体通信网络站点优化，生成所有通信机器人的新站点位置和路径规划方案并下发至通信机器人，所有通信机器人按照各自路径规划方案自主运动至新规划的通信机器人站点位置，完成救援支撑系统通信网络优化；
[0010]S6：救援支撑系统计算支撑服务构建阶段：启动基地机器人云服务和通信机器人边缘服务模式，完成云边协同计算工作模式业务测试；基地机器人与通信机器人构建的计算服务网络进入云边协同工作模式，为下一步救援业务提供通信、计算服务，完成群组机器人应急救援支撑系统自主构建。
[0011]进一步的，步骤S1中，基地机器人以及在基地机器人注册的地形探测机器人进行初始化，包括以下步骤：
[0012]S11：基地机器人完成自身初始化之后，激活确定数量的地形探测机器人；
[0013]S12：地形探测机器人开始进行自检，自检完成后，地形探测机器人完成与基地机器人的通信测试、时钟及信息同步。
[0014]进一步的，步骤S2中，生成救援支撑系统第一区域地图的构建过程，包括以下步骤：
[0015]S21：在步骤S1中激活的地形探测机器人开始在基地机器人的通信覆盖范围内，通过机载传感器完成第一区域的地形信息采集；
[0016]S22：地形探测机器人将采集的地形信息分别实时传递给基地机器人；
[0017]S23：基地机器人融合地形探测机器人所采集的地形信息，实现基地机器人通信覆盖第一区域地图的构建；
[0018]S24：地形探测机器人在完成地形信息采集后，停留在基地机器人第一区域的边缘处等待下一步指令。
[0019]进一步的，步骤S3中，救援支撑系统通信网络的构建包括以下步骤：
[0020]S31：基地机器人根据步骤S2所构建的第一区域地图，进行无线网络规划，确定实现救援支撑系统通信覆盖范围由第一区域扩展至第二区域所需的通信机器人站点位置和数量；
[0021]S32：基地机器人激活步骤S31确定数量的通信机器人，通信机器人完成自检，建立
基地机器人与每个通信机器人的通信连接；
[0022]S33：基地机器人为每个通信机器人分别下发路径规划，各通信机器人自主运动至步骤S31规划的站点位置，完成通信机器人的站点部署；
[0023]S34：通信机器人进入基站通信模式，基地机器人与通信机器人之间进行救援支撑系统通信网络的初始化及网络测试，构建出能够覆盖第一区域和第二区域的救援支撑系统通信网络。
[0024]进一步的，步骤S4中，基地机器人构建救援支撑系统区域整体地图的过程包括以下步骤：
[0025]S41：基地机器人激活多个地形探测机器人，与第一阶段激活的地形探测机器人一起，统一根据基地机器人的地图采集规划实现第二区域地形信息采集，通过机载传感器实现规划区域内地形信息采集；
[0026]S42：各地形探测机器人完成所规划区域地形信息采集后，地形探测机器人将采集信息通过步骤S3构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用群组机器人快速建立应急救援支撑系统的方法，所述群组机器人包括基地机器人、通信机器人、地形探测机器人，本方法包括以下步骤：S1：群组机器人初始化阶段：基地机器人完成自身初始化，并将在基地机器人注册的其他机器人进行初始化，初始化后通信机器人、地形探测机器人进入低功耗休眠状态，等待基地机器人的触发指令；S2：救援支撑系统第一区域地图构建阶段：在基地机器人通信覆盖范围内，基地机器人激活确定的具体数量的地形探测机器人，在基地机器人提供的通信覆盖范围内的定位和导航服务支持下，地形探测机器人启动地形信息采集任务，自主完成第一区域的地形信息采集，地形信息由地形探测机器人采集后发回基地机器人，由基地机器人融合各地形探测机器人所采集信息生成第一区域地图，所述基地机器人通信覆盖范围是其无线信号覆盖区域，同时对应第一区域；S3：救援支撑系统通信网络构建阶段：在步骤S2的第一区域地图基础上，基地机器人的区域通信覆盖需要完成由第一区域扩展至第二区域的无线网络规划，根据无线网络规划中计划部署在第一区域覆盖边缘的网络站点数量，基地机器人激活相应数量的通信机器人，通信机器人自主运动至无线网络规划的网络站点，并启动通信服务完成基础通信网络自主部署，救援支撑系统通讯网络覆盖由第一区域扩展至第二区域，实现包含第一区域和第二区域的整体通信覆盖，并提供覆盖范围的定位和导航服务，所述基地机器人和通信机器人的通信覆盖范围，形成救援支撑系统通信网络的无线信号覆盖区域，所述通信机器人扩展的通信覆盖范围对应第二区域，所述救援支撑系统通信网络对应基础通信网络；S4：救援支撑系统区域整体地图构建阶段：基地机器人激活多个地形探测机器人，在基地机器人与通信机器人构建的基础通信网络定位和导航服务支撑下，激活状态的地形探测机器人自主运动到指定分区域完成地形信息采集，各地形探测机器人通过基础通信网络将所采集分区域地形信息上传到基地机器人，基地机器人融合各地形探测机器人所采集的分区域地形信息，生成救援支撑系统区域整体地图，并将救援支撑系统区域整体地图下发至通信机器人和地形探测机器人，其中救援支撑系统区域包括第一区域和第二区域；S5：救援支撑系统通信网络优化阶段：基于步骤S4的救援支撑系统区域整体地图，基地机器人对救援支撑系统整体区域进行整体通信网络站点优化，生成所有通信机器人的新站点位置和路径规划方案并下发至通信机器人，所有通信机器人按照各自路径规划方案自主运动至新规划的通信机器人站点位置，完成救援支撑系统通信网络优化；S6：救援支撑系统计算支撑服务构建阶段：启动基地机器人云服务和通信机器人边缘服务模式，完成云边协同计算工作模式业务测试；基地机器人与通信机器人构建的计算服务网络进入云边协同工作模式，为下一步救援业务提供通信、计算服务，完成群组机器人应急救援支撑系统自主构建。2.根据权利要求1所述的采用群组机器人快速建立应急救援支撑系统的方法，其特征在于：步骤S1中，基地机器人以及在基地机器人注册的地形探测机器人进行初始化，包括以下步骤：S11：基地机器人完成自身初始化之后，激活确定数量的地形探测机器人；S12：地形探测机器人开始进行自检，自检完成后，地形探测机器人完成与基地机器人的通信测试、时钟及信息同步。
3.根据权利要求1所述的采用群组机器人快速建立应急救援支撑系统的方法，其特征在于：步骤S2中，生成救援支撑系统第一区域地图的构建过程，包括以下步骤：S21：在步骤S1中激活的地形探测机器人开始在基地机器人的通信覆盖范围内，通过机载传感器完成第一区域的地形信息采集；...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙弋，
申请(专利权)人：孙弋，
类型：发明
国别省市：