1、災(zāi)害現(xiàn)場具有復(fù)雜性、危險性等特點,給救援工作帶來了極大的困難。救援機器人是針對災(zāi)害救援而設(shè)計的移動機器人,以其體積小、運動靈活等諸多優(yōu)點成為災(zāi)害救援的有效工具并引起全世界的廣泛關(guān)注。本課題研究的是一種能夠適應(yīng)復(fù)雜地形的機器人系統(tǒng),可以代替救援人員進入災(zāi)害現(xiàn)場,實現(xiàn)環(huán)境地圖構(gòu)建和自身定位,探測現(xiàn)場環(huán)境和被困人員狀態(tài),并將相關(guān)信息傳回控制臺,輔助救援人員完成救援任務(wù)。
　　本文介紹了災(zāi)害救援機器人的研究現(xiàn)狀,分析了災(zāi)害現(xiàn)場對救援工作的

2、影響因素。結(jié)合標(biāo)準Robo Cup Rescue比賽場地特點,確定了機器人的運動方案。著重介紹了機器人關(guān)節(jié)機構(gòu)和驅(qū)動模塊。在此基礎(chǔ)上,建立了救援機器人的正逆運動學(xué)模型,并使用MATLAB Simulink工具箱對正逆運動學(xué)方程正確性進行了仿真驗證,最后給出了機器人末端的工作空間。
　　機器人控制系統(tǒng)是實現(xiàn)機器人運動的基礎(chǔ),本文分析了災(zāi)害現(xiàn)場的需求后,結(jié)合Robo Cup Rescue比賽的要求,對機器人控制系統(tǒng)進行了總體設(shè)計,并且

3、對電機驅(qū)動模塊,關(guān)節(jié)舵機控制模塊進行了設(shè)計。同時,考慮到救援機器人的特殊要求,設(shè)計了機器人的遠程操控系統(tǒng)。對機器人信息采集系統(tǒng)進行了設(shè)計分析,并對相應(yīng)傳感器進行了選型確定,最后設(shè)計了救援機器人的主控界面。
　　機器人在未知環(huán)境中的地圖構(gòu)建及定位,是救援機器人能夠完成救援任務(wù)的關(guān)鍵。本文對救援機器人同步建圖與定位技術(shù)(SLAM算法)進行了研究,在分析了現(xiàn)有算法的基礎(chǔ)上改進了數(shù)據(jù)區(qū)域分割算法,并根據(jù)機器人運動方式提出新的線段特征匹配算