灾难救援机器人研究现状及机器人路径规划
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l 川崎市为该项目建立了公用试验场地,并建立了国际救 援系统研究所。
l 目的是实现在非常困难的大规模灾害救援活动中, 即使 是在混乱中也能对进行情报收集和判断, 根据灾害状况 进行最优的救助。
l 计划中主要研究工作有对机器人、智能传感器、携带终 端装置和人机接口等进行研究开发, 进行能动地、智能 地情报收集, 用网络进行情报的传递、汇总和归纳等。
灾难救援机器人研究现 状及机器人路径规划
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2020/11/21
灾难救援机器人研究现状及机器人路 径规划
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主要内容
•1.灾难救援机器人研究现状 •2.什么是路径规划 •3.路径规划的常用方法 •4.人工势场法
灾难救援机器人研究现状及机器人路 径规划
1.1日本的研究
l 2002年开始, 日本文化科学部确立了“ 大都市大震灾减 灾特别计划” 的研究计划,进一步开发在地震中使用的 救援机器人。 研发内容包括用于观察灾难环境的机器 人系统、传感技术、人类接口技术和系统集成
灾难救援机器人研究现状及机器人路 径规划
1.4 灾难救援机器人关键性能
通信能力:
l 操作人员和机器人之间的通信、操作人员和遇难者之间的通信和 多救援机器人之间的通信。所有的通信通常采用无线的方式。
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灾难救援机器人研究现状及机器人路 径规划
1.1日本的研究
l 日本东京工业大学的 广獭是最早从事救援 机器人研究的学者之 一, 从仿生的角度和基 于超机械系统的思想 先后研制了多系列救 援机器人样机。
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灾难救援机器人研究现状及机器人路 径规划
1.1日本的研究
l 一些大公司也介入了救援 机器人的研究和开发, 他 们通常采用与研究所或和 大学进行合作的形式进行 研究, 一方面企业为研究 所提供必要的研究资金和 试验场地, 同时企业还为 研究成果的产品化提供通 往市场的桥梁
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灾难救援机器人研究现状及机器人路 径规划
1.3中国的研究
l 提出围绕奥运会和世博会的安保工作, 研发我国的立体安全保卫装备系统的 建议， 具体是研究开发适用于地面、 墙面、涵道的先进探测机器人、超小 型飞行器、浅水潜游探测机器人, 形 成能对奥运会的运动场馆、世博会的 会展现场以及重要设施和场所进行全 方位立体的危险品探测以及对重要场 所进行立体应急处理安全保卫装备系 统。
感知能力:
l 对救援机器人而言, 救援机器人的传感器是最脆弱的元件, 它主要 有三个方面的传感要求对机器人的控制、对环境的检测和对遇难 者的发现。
l 机器人的控制方面, 为了让机器人正常工作, 必须对机器人的位置、 姿态、速度和系统内部状态等进行检测, 系统可以采用传统机器 人的摄像机、激光测距仪、超声测距仪、接触和接近传感器、红 外线传感器和雷达定位传感器等。
l 如图所示的五种机器人分 别为东芝、三菱重工等公 司研制。
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灾难救援机器人研究现状及机器人路 径规划
1.2美国的研究
l “ 9.11” 事件后, 灾难救援机器人 技术在美国日益受到重视。 “9.11 ” 事件的灾难现场救援认 为是灾难救援机器人的第一次 实际应用。
l 在纽约世界贸易中心遭到恐怖 袭击发生后几小时, 美国“ 机器 人辅助搜救中心” 应纽约市紧 急事务管理办公室要求, 立即组 织了一支由机器人专家和生产 厂家技术人员构成的队伍。
l 在863计划资助下, 中国科学院沈阳自 动化研究所开展了多项危险作业和极 限作业机器人研究,其中救援机器人是 重要的一个部分。
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灾难救援机器人研究现状及机器人路 径规划
1.3其它国家的研究
l 意大利罗马大学系统科 学与工程学院人工智能 实验室启动了“ 救援工 程”
l 加拿大国防部从国防安 全的角度制定了救援机 器人研究计划
l 在救援机器人的能源供给方面, 需要采用有线和无线相结合的方 式, 以保障救援机器人足够的动力和工作时间。
l 应该具有自适应能力, 具有预见能力。它们应该能适应环境, 适合 完成挑战性的工作, 并且具有智能以至于能够应对由各种不稳定 和不确定的因素所引起的干扰。
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灾难救援机器人研究现状及机器人路 径规划
1.4 灾难救援机器人关键性能
运动能力:
l 灾难救援环境对机器人的运动能力要求较高,机器人移动平台十 分重要。
l 机器人必须不断地翻越各种垂直的障碍物, 平台的稳定性和自调 整能力很重要, 要尽可能避免由从高度坠下而将机器人摔碎。目 前解决这些困难的方法是设计一种蛇形机构, 这种机构已被证实 是有效的搜救机构之一。
l 灾难后环境存在松软的灰土地面、由于消防用水或漏水导致的泥 泞路面及坎坷不平的废墟地面等多种地面地形, 机器人必须具有 高度的地面适应性能, 在轮式、履带式和腿式等移动机构当中,履 带、轮、腿复合的复合移动机构将被广泛采用。
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灾难救援机器人研究现状及机器人路 径规划
1.4 灾难救援机器人关键性能
1.4 灾难救援机器人关键性能
存活能力:
l 救援机器人的存活能力主要是机器人本体的可靠性、耐用性和 适应性问题。灾难后环境中存在毒气、毒液、生化、放射性、非 常温和二次倒塌等危险, 机器人对环境的适应特别重要。在温度 方面,灾难后环境存在高温可能, 机器人本体必须能够克服条件的 影响, 设计时在材质的选择上需要进行周密的考虑。
l 英国、伊朗等国也涌现 了许多救援机器人研究 者和救援机器人比赛的 参与者
……
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灾难救援机器人研究现状及机器人路 径规划
1.4 灾难救援机器人关键性能
救援机器人的关键性能主要有以下几个方面: l 存活能力 l 运动能力 l 感知能力 l 通讯能力 l 作业能力。
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灾难救援机器人研究现状及机器人路 径规划
l 新的技术如数字温度摄像机具有很好的识别能力, 但是对操作者 具有很高的要求。地面穿透雷达、微波雷达、激光探测仪具有很 好的效果, 但是系统的花费和能量消耗均较多, 另外的一种可能就 是利用人工智能技术、纳米技术或仿生技术来开发价格低传感器。
l 救援机器人多传感器之间存在信息的处理和融合问题。
Leabharlann Baidu
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l 目的是实现在非常困难的大规模灾害救援活动中, 即使 是在混乱中也能对进行情报收集和判断, 根据灾害状况 进行最优的救助。
l 计划中主要研究工作有对机器人、智能传感器、携带终 端装置和人机接口等进行研究开发, 进行能动地、智能 地情报收集, 用网络进行情报的传递、汇总和归纳等。
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2020/11/21
灾难救援机器人研究现状及机器人路 径规划
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主要内容
•1.灾难救援机器人研究现状 •2.什么是路径规划 •3.路径规划的常用方法 •4.人工势场法
灾难救援机器人研究现状及机器人路 径规划
1.1日本的研究
l 2002年开始, 日本文化科学部确立了“ 大都市大震灾减 灾特别计划” 的研究计划,进一步开发在地震中使用的 救援机器人。 研发内容包括用于观察灾难环境的机器 人系统、传感技术、人类接口技术和系统集成
灾难救援机器人研究现状及机器人路 径规划
1.4 灾难救援机器人关键性能
通信能力:
l 操作人员和机器人之间的通信、操作人员和遇难者之间的通信和 多救援机器人之间的通信。所有的通信通常采用无线的方式。
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灾难救援机器人研究现状及机器人路 径规划
1.1日本的研究
l 日本东京工业大学的 广獭是最早从事救援 机器人研究的学者之 一, 从仿生的角度和基 于超机械系统的思想 先后研制了多系列救 援机器人样机。
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灾难救援机器人研究现状及机器人路 径规划
1.1日本的研究
l 一些大公司也介入了救援 机器人的研究和开发, 他 们通常采用与研究所或和 大学进行合作的形式进行 研究, 一方面企业为研究 所提供必要的研究资金和 试验场地, 同时企业还为 研究成果的产品化提供通 往市场的桥梁
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灾难救援机器人研究现状及机器人路 径规划
1.3中国的研究
l 提出围绕奥运会和世博会的安保工作, 研发我国的立体安全保卫装备系统的 建议， 具体是研究开发适用于地面、 墙面、涵道的先进探测机器人、超小 型飞行器、浅水潜游探测机器人, 形 成能对奥运会的运动场馆、世博会的 会展现场以及重要设施和场所进行全 方位立体的危险品探测以及对重要场 所进行立体应急处理安全保卫装备系 统。
感知能力:
l 对救援机器人而言, 救援机器人的传感器是最脆弱的元件, 它主要 有三个方面的传感要求对机器人的控制、对环境的检测和对遇难 者的发现。
l 机器人的控制方面, 为了让机器人正常工作, 必须对机器人的位置、 姿态、速度和系统内部状态等进行检测, 系统可以采用传统机器 人的摄像机、激光测距仪、超声测距仪、接触和接近传感器、红 外线传感器和雷达定位传感器等。
l 如图所示的五种机器人分 别为东芝、三菱重工等公 司研制。
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灾难救援机器人研究现状及机器人路 径规划
1.2美国的研究
l “ 9.11” 事件后, 灾难救援机器人 技术在美国日益受到重视。 “9.11 ” 事件的灾难现场救援认 为是灾难救援机器人的第一次 实际应用。
l 在纽约世界贸易中心遭到恐怖 袭击发生后几小时, 美国“ 机器 人辅助搜救中心” 应纽约市紧 急事务管理办公室要求, 立即组 织了一支由机器人专家和生产 厂家技术人员构成的队伍。
l 在863计划资助下, 中国科学院沈阳自 动化研究所开展了多项危险作业和极 限作业机器人研究,其中救援机器人是 重要的一个部分。
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灾难救援机器人研究现状及机器人路 径规划
1.3其它国家的研究
l 意大利罗马大学系统科 学与工程学院人工智能 实验室启动了“ 救援工 程”
l 加拿大国防部从国防安 全的角度制定了救援机 器人研究计划
l 在救援机器人的能源供给方面, 需要采用有线和无线相结合的方 式, 以保障救援机器人足够的动力和工作时间。
l 应该具有自适应能力, 具有预见能力。它们应该能适应环境, 适合 完成挑战性的工作, 并且具有智能以至于能够应对由各种不稳定 和不确定的因素所引起的干扰。
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灾难救援机器人研究现状及机器人路 径规划
1.4 灾难救援机器人关键性能
运动能力:
l 灾难救援环境对机器人的运动能力要求较高,机器人移动平台十 分重要。
l 机器人必须不断地翻越各种垂直的障碍物, 平台的稳定性和自调 整能力很重要, 要尽可能避免由从高度坠下而将机器人摔碎。目 前解决这些困难的方法是设计一种蛇形机构, 这种机构已被证实 是有效的搜救机构之一。
l 灾难后环境存在松软的灰土地面、由于消防用水或漏水导致的泥 泞路面及坎坷不平的废墟地面等多种地面地形, 机器人必须具有 高度的地面适应性能, 在轮式、履带式和腿式等移动机构当中,履 带、轮、腿复合的复合移动机构将被广泛采用。
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灾难救援机器人研究现状及机器人路 径规划
1.4 灾难救援机器人关键性能
1.4 灾难救援机器人关键性能
存活能力:
l 救援机器人的存活能力主要是机器人本体的可靠性、耐用性和 适应性问题。灾难后环境中存在毒气、毒液、生化、放射性、非 常温和二次倒塌等危险, 机器人对环境的适应特别重要。在温度 方面,灾难后环境存在高温可能, 机器人本体必须能够克服条件的 影响, 设计时在材质的选择上需要进行周密的考虑。
l 英国、伊朗等国也涌现 了许多救援机器人研究 者和救援机器人比赛的 参与者
……
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1.4 灾难救援机器人关键性能
救援机器人的关键性能主要有以下几个方面: l 存活能力 l 运动能力 l 感知能力 l 通讯能力 l 作业能力。
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灾难救援机器人研究现状及机器人路 径规划
l 新的技术如数字温度摄像机具有很好的识别能力, 但是对操作者 具有很高的要求。地面穿透雷达、微波雷达、激光探测仪具有很 好的效果, 但是系统的花费和能量消耗均较多, 另外的一种可能就 是利用人工智能技术、纳米技术或仿生技术来开发价格低传感器。
l 救援机器人多传感器之间存在信息的处理和融合问题。
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