[发明专利]基于ZigBee无线定位的视频搜救机器人及搜救方法

说明书

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种基于ZigBee无线定位的视频搜救机器人及搜救方法。

背景技术

近年来，地震、海啸、塌方、核电站泄漏等灾难相继发生。灾难事故发生后，现场建筑结构坍塌，导致其环境及地形结构空间狭小、复杂且不稳定，目前的救援方法是外部搜救，即利用一些生命体感知装置检测废墟下是否有待救人员，然而普通探测装置无法从外部直接了解内部情况，而对于结构坍塌的建筑物这种高危未知环境，在无法保证安全的情况下，救援人员是不能贸然进入的，致使搜救人员无法立刻进入灾区进行勘察和搜救，延误救援时机。而灾后“黄金72 小时”内受灾人员的存活率随时间呈急速递减趋势：在第一天( 即24 小时内)，存活率为90％左右，第二天为50％～ 60％，第三天仅为20％～ 30％。

因此，迫切需要一种可以代替搜救人员进入危险未知环境中进行地形勘测及生命搜救的机器人。救援人员可在废墟外部遥控机器人进入危险地带进行自主搜索，及时返回搜索区域三维地图；同时利用传感器感应可能的生命体，使救灾人员即时了解内部情况，确定有效方案，方便尽快展开搜救工作。该类机器人不仅可以大大缩短搜救时间，提高灾民生还希望，同时也减少了搜救人员的二次伤亡。但是目前的搜救机器人对于伤者的定位大多依靠GPRS模块来实现，效果很差，特别对于倒塌的楼房的搜救，一般只能依靠红外监测来搜寻伤者。

如公开号为 103790623A的发明、公开号为102528792B的发明，都是通过GPRS来确定位置。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于ZigBee无线定位的视频搜救机器人及搜救方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于ZigBee无线定位的视频搜救机器人，包括ZigBee协调器、ZigBee盲节点和三个以上的ZigBee辅助定位机构，所述ZigBee盲节点设置在搜救机器人上，所述搜救机器人上还设置控制器、通信模块、红外监测模块和视频监测模块，所述控制器与通信模块、红外监测模块和视频监测模块连接，所述ZigBee盲节点和ZigBee辅助定位机构信号连接，所述ZigBee协调器与ZigBee辅助定位机构信号连接，所述ZigBee辅助定位机构设置在包围搜救区域的最小正多边形的顶点位置。

进一步的，所述控制器包括主控MCU，所述红外监测模块包括人体热释电红外传感器，所述通信模块包括Wi-Fi通信模块。

进一步的，所述Wi-Fi通信模块具备建立Wi-Fi网络或加入已有的Wi-Fi网络的能力，所述控制器通过Wi-Fi模块以热点模式或站点模式的方式与智能终端建立Wi-Fi连接，在所述控制器与所述智能终端建立Wi-Fi连接后，与智能终端上的App通过Wi-Fi进行通信，控制搜救机器人的前进、后退、转向、停车运动。

进一步的，所述视频监测模块包括设置在所述搜救机器人上的云台，所述云台上设置红外摄像头，所述云台采用两轴云台，所述云台和红外摄像头与控制器连接。

进一步的，所述搜救机器人采用四轮驱动或双侧履带驱动，让搜救机器人具备爬坡和下坡的能力。

进一步的，所述ZigBee辅助定位机构包括ZigBee辅助定位模块以及支撑所述ZigBee辅助定位模块的安装机构，所述安装机构包括底座，所述底座上设置升降机构，所述升降机构上设置所述ZigBee辅助定位模块，所述底座上设置水平尺。

进一步的，所述升降机构包括所述底座中心向上设置的导向杆，所述导向杆上设置滑块，所述滑块上设置所述ZigBee辅助定位模块，所述滑块的下方与设置在所述底座上的电动伸缩杆连接。

进一步的，所述滑块对应所述导向杆设置导向孔，所述导向孔的两端设置清灰机构，所述清灰机构包括所述滑块上端和下端设置的支撑杆，所述支撑杆端部设置与所述导向杆相配合的套环，所述套环内侧设置刷毛，所述刷毛与所述导向杆接触，所述套环靠近所述滑块的一侧均布设置若干个喷嘴，所述喷嘴与设置在所述滑块上的气泵连通。

一种基于ZigBee无线定位的搜救方法，包括如下步骤：

S1、在搜救区域外布设ZigBee辅助定位机构，通过手持智能终端对搜救机器人进行操作，让搜救机器人进入搜救区域进行工作；

S2、通过搜救机器人上设置的红外监测模块和视频监测模块对搜救区域进行巡检，发现伤员并勘测周围地形；

S3、对于搜救机器人的位置进行定位，搜救机器人上设置的ZigBee盲节点发射无线信号被ZigBee辅助定位模块接收，确定搜救机器人的平面位置；