关于危险环境中消防侦察机器人视轴规划算法的研究论文.pdf

简介：
本文探讨了在高风险环境中的消防侦察机器人的视觉导航技术，特别关注于开发创新性的视轴规划算法以提高机器人的自主性和安全性。通过优化算法参数和实验验证，研究旨在提升机器人对复杂火场环境的适应能力和数据采集效率，为后续的灭火救援行动提供精确的信息支持。 本段落研究了自主研发的危险环境消防侦察机器人。该机器人的车身采用履带式设计，并配备了一个具有三个自由度的机械臂，高清侦察相机安装在机械臂的末端。主要的研究内容是在已知环境中自主规划机械臂以规避障碍物并调整相机视角方向，从而实现对特定区域的重点监控。 首先，我们为机器人建立了一种基于指数积（POE）正运动学模型来描述其运动特性，并采用Minkowski和三维凸包检测算法作为碰撞检测方法。通过蒙特卡洛采样技术在构型空间中进行随机抽样，以确定机械臂的可行动作范围。 然后，在末端安装虚拟连杆并利用上述碰撞检测算法确保相机视野无遮挡的情况下调整其视角方向。仿真测试结果表明，该方案能够有效快速地将侦察相机视轴锁定到预定的重点区域，并保证最佳的工作姿态和无障碍视线条件。