一种应用于地下空间的无线通信传输与空间建图方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于地下空间的无线通信传输与空间建图方法，涉及地下空间的无线通信传输建立与未知空间建图领域，能够在地下空间内快速完成空间探索和局部建图，并将探索到的局部图像及时快速地回传给地面工作站，同时在探索空间形成建图时完成无线通信网络的建立，而地面工作站还可以根据无人装备探测到的图像临时发布新任务。本发明专利技术可以用于地下空间的救援，地下溶洞的探索、地铁和地下停车场无线网络快速建立等。无线网络快速建立等。无线网络快速建立等。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于地下空间的无线通信传输与空间建图方法


[0001]本专利技术涉及地下空间的无线通信传输建立与未知空间建图领域，适用于地下室、矿洞等具有阻隔的地下空间的无线数据通信传输与空间探索建图任务，具体涉及一种应用于地下空间的无线通信传输与空间建图方法。

技术介绍

[0002]随着无线组网通信技术的迅速发展，组网通信技术的应用领域也在不断拓展，无线网络突破了物理空间的限制，使得数据的传输不再受网线布置的限制。地铁、矿井、地下停车场等地下空间地形复杂且阻隔颇多，复杂的地下阻隔会大大阻挡无线电波的传输，而地下空间的通信、未知地下空间的探测、塌方地下空间的救援等任务均需要数据通信的支持。有线网络的建立耗时较长、成本较高，为此需要一种应用于地下空间的无线通信传输与空间建图方法，实现未知地下空间的快速无线通信网络建立与空间建图。
[0003]目前常用的地下空间通信方法包含有漏缆加有源中继器和无源中继器两种，其中漏缆加有源中继器的通信方法成本较高，还需要配备相应的网管系统，而无源中继器如专利200420015720.7虽然成本相对较低，但在使用时需要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于地下空间的无线通信传输与空间建图方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：确认无人装备与地面工作站的通信状态及各装备携带的无源信号节点的自检状态，进行无人装备中传感器的矫正和标定，随后地面工作站分配各无人装备的网络地址IP号与初始任务；步骤2：派遣各无人装备前往探知空间区域，通过各无人装备上配备的传感器获取周边环境的信息，并在无人装备上的计算单元中生成已探索环境的空间语义地图，通过无线网络传输空间语义地图给地面工作站，地面工作站根据各无人装备的位置信息和回传的空间地图生成全局的空间地图；步骤3：无人装备上无源信号节点随着无人装备的运动持续检测无线信号强度和数据传输的丢包率，当信号强度与数据传输丢包率达到一定阈值时，无人装备将无源信号节点抛撒向周边；步骤4：无人装备上通信设备进行通信源转换，由无人装备向地面工作站的通信链路转换为无人装备向无源信号节点，无源信号节点与地面工作站完成无线组网，更新无线网络的路由表；步骤5：判断是否地下空间内所有空间均完成探索与通信覆盖，若是各无人装备返回地面工作站，否则重复步骤2
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4，无源信号节点给无人装备提供信号指引，指示已经探索过的空间；若无人装备上无源信号节点使用完但仍没有完成空间探索，则返回地面工作站进行无源信号节点的补充和充电，待重新整备结束后，无人装备返回最后放置无源信号节点的地点继续进行空间探索；步骤6：地面工作站在收到所有完成探索和无源信号节点布置的无人装备返回的局部地图信息后进行全局地图拼接，生成地下空间的全局地图；无源信号节点自身配备的电池耗尽前持续发送信号，维持一段时间无线通信，在无源信号节点中电池电量耗尽前连接有线供电和传输缆线以便长期使用。2.如权利要求1所述的一种应用于地下空间的无线通信传输与空间建图方法，其特征在于：所述步骤1中，地面工作站分配无人装备的初始任务，具体采用如下方法：地面工作站对所有无人装备进行随机标号；根据初始任务信息中的探索方向、空间的初始大小、无人装备的搜索范围及无人装备的续航能力进行任务分配，并将路线、IP号等任务信息分配给各无人装备；各无人装备接收任务信息，并将自身的自检状态和任务接收状态回传给地面工作站，如果地面工作站没有收到无人装备返回的任务确认信息，则重复任务信息发送过程，直至收到各无人装备的确认信息。3.如权利要求1所述的一种应用于地下空间的无线通信传输与空间建图方法，其特征在于：所述步骤2中，无人装备上配备的传感器包括红外传感器、激光传感器和可见光传感器，分别用于采集获得环境的红外图像、激光图像以及可见光图像。4.如权利要求3所述的一种应用于地下空间的无线通信传输与空间建图方法，其特征在于：所述步骤2中，在无人装备上的计算单元中生成已探索环境的空间语义地图，具体采用如下方式：各无人装备在不增加光感传感器的条件下，利用可见光传感器的图像进行光照条件的
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴若愚，王玥，李东光，刘劲涛，张钰茗，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：