[发明专利]一种基于异构机器人的放射物搜寻系统及方法

权利要求书

1.一种基于异构机器人的放射物搜寻方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、利用多旋翼飞行器采集放射现场的射线剂量数据信息，并通过多旋翼飞行器采集的射线剂量数据信息得到放射物位置的初步估计值；

S2、利用多旋翼飞行器采集放射现场的环境信息，并利用陆地机器人采集放射现场的射线剂量数据信息，并通过放射现场的环境信息及用陆地机器人采集的射线剂量数据信息得到放射物位置的再次估计值；

S3、判断放射物位置的初步估计值和再次估计值的误差是否小于5％，若是则进入步骤S4，否则返回步骤S1；

S4、建立多旋翼飞行器与陆地机器人的相对坐标关系，利用陆地机器人选取子目标点并将其发送给多旋翼飞行器，同时进行局部路径规划，控制陆地机器人到达子目标点；

S5、控制多旋翼飞行器飞行至子目标点上方，判断多旋翼飞行器当前获取的射线剂量数据信息是否大于前一次获取的射线剂量数据信息，若是则进入步骤S6，否则进入步骤S7；

S6、控制陆地机器人对放射物进行回收处置，结束本次放射物搜寻；

S7、判断陆地机器人当前获取的射线剂量数据信息是否大于前一次获取的射线剂量数据信息，若是则进入步骤S8，否则进入步骤S9；

S8、控制多旋翼飞行器飞向前一次的子目标点，返回步骤S1；

S9、以多旋翼飞行器的起点为圆心，起点到子目标点为半径，控制多旋翼飞行器绕圆飞行，直到找到最大射线剂量信息点为止；调节多旋翼飞行器方向，使得陆地机器人在多旋翼飞行器视野范围内，返回步骤S1。

2.根据权利要求1所述的放射物搜寻方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下分步骤：

S11、利用陆地机器人搭载多旋翼飞行器进入放射现场，开启陆地机器人的锁紧机构，通过遥控器控制多旋翼飞行器保持与陆地机器人处于同一位置并飞行到一定高度，将多旋翼飞行器切换到自动导航模式；

S12、利用多旋翼飞行器搭载的第一辐射剂量探测器获取放射现场的射线剂量数据信息，并通过第一通信设备将射线剂量数据信息发送给陆地机器人的第二通信设备；

S13、通过陆地机器人数据处理器对第二通信设备接收到的射线剂量数据信息进行回归分析，得到放射物位置的初步估计值。

3.根据权利要求1所述的放射物搜寻方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下分步骤：

S21、利用多旋翼飞行器搭载的第一辐射剂量探测器、便携式能谱探测器、图像采集传感器、GPS定位设备以及陀螺仪分别获取放射现场的射线剂量数据信息、射线能谱数据信息、环境图像信息、多旋翼飞行器的位置及姿态信息，并通过第一通信设备将上述信息发送给陆地机器人的第二通信设备；

S22、利用陆地机器人搭载的第二辐射剂量探测器获取放射现场的射线剂量数据信息；

S23、通过陆地机器人数据处理器中的地图创建模块对第二通信设备接收到的环境图像信息进行特征提取、特征匹配、匹配优化、姿态计算、闭环检测及优化处理，建立放射现场的三维环境地图；

S24、根据多旋翼飞行器和陆地机器人分别采集的射线剂量数据信息，在陆地机器人数据处理器的放射物位置估计模块中采用放射物强度计算公式和贝叶斯回归方法对放射物的三维空间辐射强度分布进行估计，并分别得到多旋翼飞行器和陆地机器人估计的放射物位置坐标信息；

S25、在陆地机器人数据处理器的数据融合模块中通过坐标映射关系将放射物位置坐标信息、放射物的三维空间辐射强度分布、射线能谱数据信息与三维环境地图实时融合，重建具有三维内嵌的放射物射线分布的多维空间场景图，得到放射物位置的再次估计值。