[发明专利]六履带四摆臂救援机器人的自主越障避障行走控制方法

摘要

本发明公开了一种六履带四摆臂救援机器人的自主越障避障行走控制方法，六履带四摆臂救援机器人包括机器人控制系统、两个行走履带组件和四个摆臂履带组件，两个行走履带组件包括左行走履带组件和右行走履带组件，左行走履带组件和右行走履带组件的结构相同且均包括位于救援机器人前端的主动行走轮和位于救援机器人后端的从动行走轮，四个摆臂履带组件包括左前摆臂履带组件、左后摆臂履带组件、右前摆臂履带组件和右后摆臂履带组件；自主越障避障行走控制方法包括步骤：一、数据采集及传输；二、数据分析处理；三、机器人运动控制。本发明方法步骤简单，设计新颖合理，能够实现多种地形的顺利通行，工作可靠性高，实用性强，便于推广使用。

主权项

1.一种六履带四摆臂救援机器人的自主越障避障行走控制方法，所述六履带四摆臂救援机器人包括机器人控制系统、两个行走履带组件和四个摆臂履带组件，两个行走履带组件包括左行走履带组件(4)和右行走履带组件(7)，所述左行走履带组件(4)和右行走履带组件(7)的结构相同且均包括位于救援机器人前端的主动行走轮(14)和位于救援机器人后端的从动行走轮(16)，四个摆臂履带组件包括左前摆臂履带组件(1)、左后摆臂履带组件(3)、右前摆臂履带组件(10)和右后摆臂履带组件(6)；所述机器人控制系统包括驱动电机组、控制计算机(23)和与控制计算机(23)相接且用于与远程监控计算机(25)进行无线连接并通信的无线通信模块(26)，所述驱动电机组包括用于驱动左行走履带组件(4)的左行走电机(18)和用于驱动右行走履带组件(7)的右行走电机(41)，以及用于驱动左前摆臂履带组件(1)的左前摆臂电机(19)、用于驱动左后摆臂履带组件(3)的左后摆臂电机(58)、用于驱动右前摆臂履带组件(10)的右前摆臂电机(56)和用于驱动右后摆臂履带组件(6)的右后摆臂电机(57)；所述控制计算机(23)的输入端接有环境信息传感器(27)、双目视觉传感器(28)、激光雷达传感器(29)、三维数字罗盘(20)、用于对救援机器人左侧的障碍物进行检测的左红外传感器(62)、用于对救援机器人右侧的障碍物进行检测的右红外传感器(61)、用于对救援机器人前方的障碍物进行检测的超声波传感器(59)，所述控制计算机(23)的输出端接有电机驱动器组(22)，所述电机驱动器组(22)包括左行走电机驱动器(22‑2)、右行走电机驱动器(22‑1)、左前摆臂电机驱动器(22‑5)、左后摆臂电机驱动器(22‑6)、右前摆臂电机驱动器(22‑3)和右后摆臂电机驱动器(22‑4)，所述左行走电机(18)与左行走电机驱动器(22‑2)的输出端连接，所述右行走电机(41)与右行走电机驱动器(22‑1)的输出端连接，所述左前摆臂电机(19)与左前摆臂电机驱动器(22‑5)的输出端连接，所述左后摆臂电机(58)与左后摆臂电机驱动器(22‑6)的输出端连接，所述右前摆臂电机(56)与右前摆臂电机驱动器(22‑3)的输出端连接，所述右后摆臂电机(57)与右后摆臂电机驱动器(22‑4)的输出端连接；其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、数据采集及传输：环境信息传感器(27)对救援机器人所处环境信息进行检测并将检测到的信号传输给控制计算机(23)，双目视觉传感器(28)对救援机器人前方的道路环境图像进行检测并将检测到的信号传输给控制计算机(23)，激光雷达传感器(29)对救援机器人与前方障碍物的距离进行检测并将检测到的信号传输给控制计算机(23)，左红外传感器(62)对救援机器人左侧的障碍物进行检测并将检测到的信号传输给控制计算机(23)，右红外传感器(61)对救援机器人右侧的障碍物进行检测并将检测到的信号传输给控制计算机(23)，超声波传感器(59)用于对救援机器人前方的障碍物进行检测并将检测到的信号传输给控制计算机(23)，三维数字罗盘(20)对救援机器人的姿态进行检测并将检测到的信号传输给控制计算机(23)；控制计算机(23)将其接收到的环境信息传感器(27)输出的环境信息、双目视觉传感器(28)输出的救援机器人前方的道路环境图像和三维数字罗盘(20)输出的救援机器人的姿态信号通过无线通信模块(26)传输给远程监控计算机(25)；步骤二、数据分析处理，具体过程为：步骤201、控制计算机(23)对其接收到的超声波传感器(59)输出的信号进行分析处理，判断出救援机器人行走环境中的前方是否有障碍物，并对其接收到的激光雷达传感器(29)输出的信号进行分析处理，判断出救援机器人与前方障碍物的距离；步骤202、控制计算机(23)对其接收到的左红外传感器(62)输出的信号进行分析处理，判断出救援机器人行走环境中的左侧是否有障碍物；步骤203、控制计算机(23)对其接收到的右红外传感器(61)输出的信号进行分析处理，判断出救援机器人行走环境中的右侧是否有障碍物；步骤三、机器人运动控制：远程操控人员查看显示在远程监控计算机(25)上的救援机器人前方的道路环境图像，当救援机器人前方的道路为平坦的直路时，不发出对救援机器人的控制信号，救援机器人进行自主行走；当救援机器人前方的道路出现拐弯、斜坡、独立台阶、连续台阶、单侧台阶、凸台或沟壑的障碍物时，远程操控人员操作远程监控计算机(25)，发出对救援机器人的控制信号，对救援机器人进行远程遥控；其中，救援机器人自主行走的过程为：控制计算机(23)根据步骤二中的数据分析处理结果，判断出救援机器人行走环境中的障碍物方位，根据障碍物方位输出对左行走电机(18)和右行走电机(41)的控制信号，控制救援机器人行走；其中，对救援机器人进行远程遥控的过程为：远程操控人员根据救援机器人前方道路障碍物的类型，操作显示在远程监控计算机(25)上的上位机界面中的遥控按钮，发出对救援机器人的控制信号，控制信号通过无线通信模块(26)传输给控制计算机(23)，控制计算机(23)接收到控制信号后，从预先存储在控制计算机(23)中的越障动作规划集中调取相应的越障动作，输出对左行走电机(18)、右行走电机(41)、左前摆臂电机(19)、左后摆臂电机(58)、右前摆臂电机(56)和右后摆臂电机(57)的控制信号，控制救援机器人越障，越障后，控制计算机(23)继续按照救援机器人自主行走的控制方式控制救援机器人行走。