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电力隧道消防机器人实时避障控制系统设计

文章出处: 人气:发表时间:2020-03-07 15:45:10

       电力隧道消防机器人实时避障控制系统设计
       为了解决电力隧道消防救援的难题,需要对消防机器人避障控制系统设计方法进行研究。采用当前机器人避障控制系统设计方法在电力隧道中对消防机器人进行控制时,存在响应性差和避障有效性差的问题。提出一种电力隧道消防机器人实时避障控制系统设计方法,通过电源模块、激光雷达测距模块、伺服控制模块和电机驱动电路之间相互协调合作完成消防机器人的设计,在人工势能场的原理上采用栅格法将电力隧道中的障碍物范围分为多个视窗单元格,并计算单元格中目标点和障碍物生成的吸引力和排斥力,根据计算结果获得消防机器人受到的合力,在合力的基础上对消防机器人进行控制,避开电力隧道中的障碍物,完成消防机器人在电力隧道中的避障控制。实验结果表明,所提方法的响应性高、避障有效性好。 
       消防机器人体系结构
       消防机器人是可以将行为、感知、决策、规划和建模等模块结合起来的框架,可以在电力隧道中完救援任务。电力隧道消防机器人实时避障控制系统设计方法将分层式体系结构作为消防机器人的基本骨架,按照功能将机器人实时避障控制系统划分为运动的控制层、任务的协调层、以及行为的规划和控制层。

       任务协调层在通信模块的基础上获取系统中的任务,基于消防机器人的环境信息和运动状态通过接收行为规划层请求任务对接收到的任务进行协调、综合和分解。采用无线通信单元将消防机器人的环境信息、运动状态和完成以上操作协调后的任务传递给远程监控端或用户端,并将任务信息通过 RS232 传输到系统的规划层。


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