灾难救援机器人研究现状及机器人路径规划.pptx

【灾难救援机器人研究现状】 灾难救援机器人是一种专为在灾难环境下执行搜救任务的自动化设备，其研究在全球范围内受到广泛关注。日本在这一领域的研究起步较早，2002年文化科学部启动的“大都市大震灾减灾特别计划”推动了相关技术的发展，包括观测环境的机器人系统、传感技术、人机接口技术以及系统集成的研究。日本的东京工业大学、川崎市以及一些大型企业如东芝、三菱重工等都在积极进行救援机器人的研发，目标是提高机器人在复杂环境下的情报收集和判断能力。 美国在“9.11”事件后也开始重视救援机器人技术，如“机器人辅助搜救中心”的组建，快速响应并参与了现场救援。中国则在863计划的支持下，由沈阳自动化研究所等单位开展危险作业和极限作业机器人的研究，以满足奥运和世博安保需求。 【救援机器人的关键性能】 救援机器人的核心性能主要包括： 1. **存活能力**：这涉及到机器人的可靠性和适应性。它们需要能够在有毒气体、化学物质、放射性物质等危险环境中生存，并应对极端温度。可靠的能源供应和自我修复能力也是关键。 2. **运动能力**：机器人需要具备穿越各种复杂地形的能力，如翻越垂直障碍，适应松软、泥泞或不平的地面。蛇形机构和复合移动机构（如履带、轮、腿结合）是提高运动能力的有效方式。 3. **感知能力**：传感器对于机器人在灾区的导航和搜救至关重要。它们需要能够检测环境状况、自身状态以及寻找被困者。这包括使用摄像头、激光测距仪、超声波传感器、接触传感器、红外线传感器、雷达等，以及新型技术如数字温度摄像机和地面穿透雷达等。 【路径规划】 路径规划是救援机器人的重要组成部分，确保机器人能在复杂环境中找到最安全、最高效的路线。路径规划通常涉及以下方法： 1. **栅格法**：将环境划分为网格，通过计算每个单元格的风险等级来规划路径。 2. **图搜索算法**：如A*算法，利用启发式信息找到最优路径。 3. **人工势场法**：模拟物理场的概念，结合吸引力（目标点）和排斥力（障碍物）来规划路径。 4. **模糊逻辑和神经网络**：用于处理不确定性环境下的路径决策。 【未来趋势】 随着科技的进步，灾难救援机器人将进一步发展，包括更高级的自主性、智能化以及与人类更紧密的合作。同时，降低成本、提高耐用性和易用性也是研究的重点，以实现更广泛的部署和应用。此外，国际合作和标准制定也将促进救援机器人技术的全球共享和进步。