[发明专利]复杂环境下消防机器人协同定位与自主作业方法

权利要求书

1.复杂环境下消防机器人协同定位与自主作业方法，其特征在于，包括灭火和侦察机器人群协同定位步骤以及灭火和侦察机器人群协同侦察和灭火步骤；

1)灭火和侦察机器人群协同定位步骤如下：

①灭火机器人、侦察机器人、机器人操控台布局完成，机器人操控台中的主操控台内的主通讯模块发送定位指令，灭火机器人中的灭火机器人从通讯模块、侦察机器人中的侦察机器人次通讯模块以及机器人操控台中辅操控台内的辅通讯模块接收到指令后进行解析，并分别控制灭火机器人中的标签天线、侦察机器人中的定位基站和机器人操控台中辅操控台内的辅定位基站进行参数设定并就位；

②机器人操控台中的主操控台发射通讯测量指令信号，灭火机器人中的定位标签、侦察机器人中的定位基站和机器人操控台中的辅定位基站进行回应并计算出时间信息，根据时间耗时和电磁波传输速度，获取灭火机器人相对侦察机器人、机器人操控台的距离参数；

③机器人操控台中的主操控台将获得的距离信息利用空间几何法确定灭火机器人相对主操控台、辅操控台以及侦察机器人的空间位置信息，继而通过灭火机器人中的灭火机器人姿态传感器和侦察机器人中的侦察机器人姿态传感器获得灭火机器人和侦察机器人相对原始出发位置经过一段时间后的平面(X，Y)位置信息，为后续灭火机器人实施精准灭火提供空间参数基础；

2)灭火和侦察机器人群协同侦察和灭火步骤如下：机器人操控台根据灭火和侦察机器人群协同定位步骤实时测定出空间中灭火机器人、侦察机器人和机器人操控台间的三维控制坐标位置，然后发出兴趣目标点侦察指令，侦察机器人对兴趣目标点进行三维空间计算，获得兴趣目标点相对侦察机器人的空间三维位置并返回至机器人操控台；机器人操控台推算出兴趣目标点相对灭火机器人的空间位置关系，计算水炮喷射角度，控制灭火机器人定点喷射灭火。

2.如权利要求1所述的复杂环境下消防机器人协同定位与自主作业方法，其特征在于，所述侦察机器人包括第一侦察机器人和第二侦察机器人，机器人操控台包括主操控台和辅操控台，第一侦察机器人布置在左前侧、第二侦察机器人布置在右前侧，灭火机器人布局在中间前侧，主操控台和辅操控台布局在后方位置。

3.如权利要求1所述的复杂环境下消防机器人协同定位与自主作业方法，其特征在于，所述灭火和侦察机器人群协同定位步骤②中计算的时间信息包括：

ⅰ.信号从主操控台的主定位基站到达灭火机器人中定位标签的时间；

ⅱ.信号从辅操控台的辅定位基站到达灭火机器人中定位标签的时间；

ⅲ.信号从侦察机器人中的定位基站到达灭火机器人中定位标签的时间。

4.如权利要求2所述的复杂环境下消防机器人协同定位与自主作业方法，其特征在于，所述灭火和侦察机器人群协同定位步骤③中空间几何法确定灭火机器人位置的方法如下：

第一侦察机器人的位置为(x₁,y₁,z₁)，第二侦察机器人的位置为(x₂,y₂,z₂)，主操控台的位置为(x₄,y₄,z₄)，辅操控台的位置为(x₃,y₃,z₃)，灭火机器人的空间位置假设为(x_i,y_i,z_i)；根据姿态传感器中加速度和角速度积分容易获取第一侦察机器人的位置为(x₁,y₁)，第二侦察机器人的位置为(x₂,y₂)；主操控台的位置(x₄,y₄，z₄)，辅操控台的位置(x₃,y₃，z₃)根据实际情况测量或设计；其中空间四点还有如下约束关系：

根据方程组求解z_i(i＝1,2)，根据冗余解可得灭火机器人的三维空间坐标(x_i,y_i,z_i)。