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一种矿井搜救 机器人的控制系统及其控制方法

阅读：359发布：2024-02-15

专利汇可以提供一种矿井搜救机器人的控制系统及其控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种矿井搜救机器人的控制系统及其控制方法，包括控制模块、数据采集模块、无线传输模块、行驶模块、终端APP和电源模块，其特征在于，所述控制模块包括DSP处理器、ARM处理器、RAM 存储器，所述行驶模块包括位移传感器、驱动装置和转向装置，所述数据采集装置包括红外夜视摄像头、烟雾传感器、温度传感器、湿度传感器、瓦斯浓度传感器和氧气浓度传感器，所述报警装置包括闪关灯和发声装置，所述发声装置设有播放预设存储语音信息的的喇叭。本发明可以迅速获得灾难现场的信息，找到井下遇险矿工的位置，降低事故危害性，对煤矿安全生产和建立并下搜救体系具有十分重要的意义。，下面是一种矿井搜救机器人的控制系统及其控制方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种矿井搜救机器人的控制系统及其控制方法，包括控制模块、数据采集模块、无线传输模块、行驶模块、终端APP和电源模块，其特征在于，所述控制模块包括DSP处理器、ARM处理器和RAM 存储器，所述行驶模块包括位移传感器、驱动装置和转向装置，所述数据采集装置包括红外夜视摄像头、烟雾传感器、温度传感器、湿度传感器、瓦斯浓度传感器和氧气浓度传感器，所述报警装置包括闪关灯和发声装置，所述发声装置设有播放预设存储语音信息的的喇叭。
2.根据权利要求1所述的一种矿井搜救机器人的控制系统及其控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，搜救人员通过终端APP发出控制指令，然后通过无线传输模块将控制指令发送到控制模块；
步骤二，控制模块接收到控制指令后，则根据预设的规则将控制指令分类处理，如果是系统调用内部存储数据的指令则自动搜索控制模块内存储的数据，如果是行驶指令则判断出行驶方向后转到步骤三，如果是数据采集指令则转到步骤四；
步骤三，当行驶模块接收到行驶指令后，搜救机器人按照行驶指令开始行驶；
步骤四，当数据采集装置接收到数据采集信号后，启动数据采集模块，开始采集数据，并将采集的数据发送到控制模块；
步骤五，控制模块对接收到的视频数据和环境数据通过无线传输模块实时传输到终端APP，对接收到的环境数据分类处理后进行算法分析，判断矿井内的环境达到的报警级别，然后根据报警级别生产报警指令并发送到报警模块；
步骤六，报警模块接收到报警指令后根据不同级别的报警指令，发出不同级别的报警信号；
步骤七，搜救人员根据矿井内传输回来的视频数据、环境数据和报警信号做出下一步搜救计划。
3.根据权利要求2所述的一种矿井搜救机器人的控制系统及其控制方法，其特征在于，步骤一中的控制指令包括行驶指令、数据采集指令和调用内部存储存储指令。
4.根据权利要求2所述的一种矿井搜救机器人的控制系统及其控制方法，其特征在于，步骤二中控制模块接收到步骤一中的控制指令后，ARM处理器进行初步判断，根据不同指令发送至DSP处理器进行处理生成控制信号并发送至相应的模块。
5.根据权利要求2所述的一种矿井搜救机器人的控制系统及其控制方法，其特征在于，步骤三中行驶指令包括行驶距离和行驶方向。
6.根据权利要求2所述的一种矿井搜救机器人的控制系统及其控制方法，其特征在于，步骤四中数据采集包括对矿井内进行视频拍摄和对矿井内烟雾浓度、温湿度、瓦斯浓度、氧气浓度进行数据采集。
7.根据权利要求2所述的一种矿井搜救机器人的控制系统及其控制方法，其特征在于，步骤五中控制模块接收到数据采集模块采集的环境数据后，ARM处理器进行分类后发送至DSP处理器进行算法分析，并在RAM存储器调用存储数据，判断矿井内的环境达到的报警级别，然后根据报警级别生产报警指令并发送到报警模块。
8.根据权利要求2所述的一种矿井搜救机器人的控制系统及其控制方法，其特征在于，步骤六中发出的报警信号是根据报警级别发出不同颜色的灯光和不同内容的语音。

说明书全文

一种矿井搜救机器人的控制系统及其控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及新一代信息技术领域，具体涉及一种矿井搜救机器人的控制系统及其控制方法。

背景技术

[0002] 我国的煤炭资源非常丰富，是世界上最大的煤炭生产国和消费国。但国内高瓦斯矿井居多，煤矿开采中瓦斯爆炸、涌水、着火等事故时有发生，导致各类矿难频繁发生，死亡人数也居世界首位。矿难发生后，如何及时发现被困幸存者并快速营救是救援的头等大事。但复杂危险的井下环境常常会给搜救工作带来困难。搜救人员往往无法迅速准确地得到灾难现场的信息，如瓦斯和O2等气体的浓度、是否发生火灾或透水、被困人员的位置、现场温度湿度和坍塌状况、通风状况等，阻碍了救援工作的开展。因此，有必要研发一种自动化设备，能够替代或部分替代救援人员进入现场完成环境探测和搜索救援任务。

发明内容

[0003] 针对现有技术的缺陷，本发明的目的是一种矿井搜救机器人的控制系统及其控制方法，可以迅速获得灾难现场的信息，找到井下遇险矿工的位置，降低事故危害性，对煤矿安全生产和建立并下搜救体系具有十分重要的意义。

[0004] 本发明解决技术问题采用如下技术方案：

[0005] 一种矿井搜救机器人的控制系统及其控制方法，包括控制模块、数据采集模块、无线传输模块、行驶模块、终端APP和电源模块，所述控制模块包括DSP处理器、ARM处理器和RAM 存储器，所述行驶模块包括位移传感器、驱动装置和转向装置，所述数据采集装置包括红外夜视摄像头、烟雾传感器、温度传感器、湿度传感器、瓦斯浓度传感器和氧气浓度传感器，所述报警装置包括闪关灯和发声装置，所述发声装置设有播放预设存储语音信息的的喇叭。

[0006] 优选地，本发明还提供述一种矿井搜救机器人的控制系统及其控制方法，包括以下步骤：

[0007] 步骤一，搜救人员通过终端APP发出控制指令，然后通过无线传输模块将控制指令发送到控制模块；

[0008] 步骤二，控制模块接收到控制指令后，ARM处理器进行初步判断后，根据不同指令发送至DSP处理器进行处理生成控制信号并发送至相应的模块，如果是系统调用内部存储数据的指令则自动搜索控制模块内存储的数据，如果是行驶指令则判断出行驶方向后转到步骤三，如果是数据采集指令则转到步骤四；

[0009] 步骤三，当行驶模块接收到行驶指令后，搜救机器人按照行驶指令开始行驶。

[0010] 步骤四，当数据采集装置接收到数据采集信号后，启动数据采集模块，开始采集数据，并将采集的数据发送到控制模块；

[0011] 步骤五，控制模块对接收到的视频数据和环境数据通过无线传输模块实时传输到终端APP，对接收到的环境数据分类处理后进行算法分析，判断矿井内的环境达到的报警级别，然后根据报警级别生产报警指令并发送到报警模块；

[0012] 步骤六，报警模块接收到报警指令后根据不同级别的报警指令，发出不同级别的报警信号；

[0013] 步骤七，搜救人员根据矿井内传输回来的视频数据、环境数据和报警信号做出下一步搜救计划。

[0014] 优选地，步骤一中的控制指令包括行驶指令、数据采集指令和调用内部存储存储指令。

[0015] 优选地，步骤二中控制模块接收到步骤一中的控制指令后，ARM处理器进行初步判断，根据不同指令发送至DSP处理器进行处理生成控制信号并发送至相应的模块。

[0016] 优选地，步骤三中行驶指令包括行驶距离和行驶方向。

[0017] 优选地，步骤四中数据采集包括对矿井内进行视频拍摄和对矿井内烟雾浓度、温湿度、瓦斯浓度、氧气浓度进行数据采集。

[0018] 优选地，步骤五中控制模块接收到数据采集模块采集的环境数据后，ARM处理器进行进行分类后发送至DSP处理器进行算法分析，并在RAM存储器调用存储数据，判断矿井内的环境达到的报警级别，然后根据报警级别生产报警指令并发送到报警模块。

[0019] 优选地，步骤六中发出的报警信号是根据报警级别发出不同颜色的灯光和不同内容的语音。

[0020] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

[0021] 本发明利用ARM处理器、DSP处理器与无线传输传输技术相结合，搭建智能搜救机器人控制系统，并配套红外夜视摄像头、位移传感器、烟雾传感器、温度传感器、湿度传感器、瓦斯浓度传感器和氧气浓度传感器，在此基础上，实现矿井搜救机器人与终端APP的联系，救援人员通过对回传的视频观察可以调整机器人行驶路线，并通过视频影像判断出矿井内是否有被困人等待救援，如果发现被困人员则通过机器人运动位移定位被困人员的位置，再对现场回传的环境数据进行分析评估和对搜救机器人报警信号进行判断，从而做出充分的搜救准备，在完成搜救工作的同时也保证了搜救人员的安全。附图说明

[0022] 图1为本发明的工作流程图。

具体实施方式

[0023] 下面结合具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0024] 本实施例提供了一种矿井搜救机器人的控制系统及其控制方法，包括控制模块、数据采集模块、无线传输模块、行驶模块、终端APP和电源模块，所述控制模块包括DSP处理器、ARM处理器和RAM存储器，所述行驶模块包括位移传感器、驱动装置和转向装置，所述数据采集装置包括红外夜视摄像头、烟雾传感器、温度传感器、湿度传感器、瓦斯浓度传感器和氧气浓度传感器，所述报警装置包括闪关灯和发声装置，所述发声装置设有播放预设存储语音信息的的喇叭。

[0025] 本实施例还提供述一种矿井搜救机器人的控制系统及其控制方法，包括以下步骤：

[0026] 步骤一，搜救人员通过终端APP发出控制指令，然后通过无线传输模块将控制指令发送到控制模块，控制指令包括行驶指令、数据采集指令和调用内部存储存储指令。

[0027] 步骤二，控制模块接收到控制指令后，则根据预设的规则将控制指令分类处理，如果是系统调用内部存储数据的指令则自动搜索控制模块内存储的数据，如果是行驶指令则判断出行驶方向后转到步骤三，如果是数据采集指令则转到步骤四；

[0028] 步骤三，当行驶模块接收到行驶距离和行驶方向的指令后，搜救机器人按照行驶指令开始行驶。

[0029] 步骤四，当数据采集装置接收到数据采集信号后，启动数据采集模块，开始对矿井内进行视频拍摄和对矿井内烟雾浓度、温湿度、瓦斯浓度、氧气浓度进行数据采集，并将采集的数据发送到控制模块；

[0030] 步骤五，控制模块对接收到的视频数据和环境数据通过无线传输模块实时传输到终端APP，对接收到的环境数据ARM处理器进行分类后发送至DSP处理器进行算法分析，并在RAM存储器调用存储数据，判断矿井内的环境达到的报警级别，然后根据报警级别生产报警指令并发送到报警模块。

[0031] 步骤六，报警模块接收到报警指令后根据不同级别的报警指令，发出不同颜色的灯光和不同内容的语音；

[0032] 步骤七，搜救人员根据矿井内传输回来的视频数据、环境数据和报警信号做出下一步搜救计划。

[0033] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

[0034] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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