專利名稱：基于遙控機器人的巖土工程參數(shù)移動測試系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種巖土野外測試設(shè)備，屬于水文地質(zhì)探測裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鑒于國內(nèi)一些巖土野外測試大多數(shù)處于半自動化狀態(tài)，仍需要人員進行手工的記錄和人為的數(shù)據(jù)處理，并且不同巖土工程參數(shù)的測試需使用不同的測試儀器以及其配套的控制電路和操作平臺，使得野外探測時攜帶的儀器繁多、雜亂，在某些惡劣的環(huán)境工作產(chǎn)生了極大的不便，尤其是極端惡劣的環(huán)境下，操作人員無法接近探測地點，這種情況下，傳統(tǒng)的野外測試將無法進行。基于以上分析，本發(fā)明人針對現(xiàn)有技術(shù)的空白，發(fā)明了一種基于遙控機器人的巖土工程參數(shù)移動測試系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于遙控機器人的巖土工程參數(shù)移動測試系統(tǒng)及控制方法，攜帶2. 4GHz內(nèi)置無線接口，不僅擺脫人員的手工記錄以及數(shù)據(jù)處理，而且代替了不同儀器的操作平臺和控制終端，大大減少了野外操作所需攜帶的儀器數(shù)量，自身機器人平臺配備GPS定位系統(tǒng)和攝像頭，適用于氣候極端惡劣的野外探測。本發(fā)明為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，采用的技術(shù)方案是
一種基于遙控機器人的巖土工程參數(shù)移動測試系統(tǒng)，包括遠程便攜式數(shù)據(jù)終端和遙控機器人操控平臺；
遠程便攜式數(shù)據(jù)終端包括433MHz無線通訊模塊、圖像顯示和主控模塊，以及數(shù)據(jù)顯示和處理模塊，其中，圖像顯示和主控模塊用于圖像顯示，并對其它模塊進行控制；數(shù)據(jù)顯示和處理模塊在圖像顯示和主控模塊的控制下進行數(shù)據(jù)的處理；433MHz無線通訊模塊用于實現(xiàn)與遙控機器人操控平臺的控制指令通訊和數(shù)據(jù)傳輸；
遙控機器人操控平臺包括433MHz無線通訊模塊、GPS定位系統(tǒng)、攝像頭和2. 4GHz內(nèi)置無線接口，其中，433MHz無線通訊模塊用于接收來自數(shù)據(jù)終端的控制命令，并將探測數(shù)據(jù)發(fā)回數(shù)據(jù)終端；GPS定位系統(tǒng)實時顯示操控平臺所在位置，并將其坐標值傳輸至數(shù)據(jù)終端；攝像頭通過無線通訊模塊，實時將圖像顯示于數(shù)據(jù)終端；所述遙控機器人操控平臺還自帶有 2. 4GHz內(nèi)置無線接口，相應(yīng)地各探測子模塊均配備2. 4GHz內(nèi)置無線接口，給定唯一的標識符?；谶b控機器人的巖土工程參數(shù)移動測試系統(tǒng)的控制方法，包括如下步驟
(1)將系統(tǒng)初始化，包括上位遠程便攜式數(shù)據(jù)終端的初始化和遙控機器人操控平臺初始化；
(2)在遠程便攜式數(shù)據(jù)終端控制下，將機器人平臺前進至探測地點；
(3)遙控機器人平臺與下位探測器進行2.4GHz無線對接，每一個探測器具有唯一的標識符；
(4)遙控機器人平臺控制指定探測器進行探測，將探測值讀取并進行預(yù)處理后通過無線模塊發(fā)送至遠程便攜式數(shù)據(jù)終端，發(fā)送的信息包含探測值、位置坐標以及圖像信號。上述步驟(1)中，系統(tǒng)的初始化還包括建立無線通訊，獲取機器人GPS位置初始信號，以及獲取攝像頭初始圖像界面。采用上述方案后，本發(fā)明的有益效果如下
(1)本發(fā)明適用于環(huán)境惡劣、操作人員無法進入、傳統(tǒng)探測無法進行的情況；
(2)本發(fā)明使用統(tǒng)一兼容操控機器人平臺，減少不同巖土工程探測儀器所需的控制平
臺；
(3)本發(fā)明使用2.4GHz內(nèi)置無線接口與下位探測儀器對接，具有一對多對接、唯一標識符控制、準確對接的優(yōu)點；
(4)本發(fā)明使用433MHz無線通信模塊，具有通訊距離遠、抗干擾能力強的特點，適合野外使用；
(5)本發(fā)明中的機器人操控平臺，具有GPS定位，能實時讀取位置坐標，并存儲位置信
息；
(6)本發(fā)明的機器人操作平臺，攜帶攝像頭，通過無線模塊將圖像實時傳送至數(shù)據(jù)終端，以利于實現(xiàn)遠程操控。


圖1是本發(fā)明的總體框架圖； 圖2是本發(fā)明的測量流程圖。
具體實施方案下面結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案的實施作進一步的詳細描述。如圖1所示，本發(fā)明提供一種基于遙控機器人的巖土工程參數(shù)移動測試系統(tǒng)，包括遠程便攜式數(shù)據(jù)終端和遙控機器人操控平臺，下面分別介紹。遠程便攜式數(shù)據(jù)終端包括433MHz無線通訊模塊、圖像顯示和主控模塊，以及數(shù)據(jù)顯示和處理模塊，其中，圖像顯示和主控模塊用于圖像顯示，并對其它模塊進行控制；數(shù)據(jù)顯示和處理模塊在圖像顯示和主控模塊的控制下進行數(shù)據(jù)的處理；433MHz無線通訊模塊用于實現(xiàn)與遙控機器人操控平臺的控制指令通訊和數(shù)據(jù)傳輸。遙控機器人操控平臺包括433MHz無線通訊模塊、GPS定位系統(tǒng)、攝像頭和2. 4GHz 內(nèi)置無線接口，以實現(xiàn)遙控前進、后退、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)等功能。其中，433MHz無線通訊模塊用于接收來自數(shù)據(jù)終端的控制命令，并將探測數(shù)據(jù)發(fā)回數(shù)據(jù)終端；GPS定位系統(tǒng)能實時顯示操控平臺所在位置，并將其坐標值傳輸至數(shù)據(jù)終端，用于后續(xù)的數(shù)據(jù)處理；攝像頭通過無線通訊模塊，實時將圖像顯示于數(shù)據(jù)終端，方便操作人員控制與定位；所述遙控機器人操控平臺還自帶有2. 4GHz內(nèi)置無線接口，相應(yīng)地各探測子模塊均配備2. 4GHz內(nèi)置無線接口，給定唯一的標識符，方便不同的儀器與機器人平臺對接。再請配合圖2所示，是本發(fā)明所提供移動測試系統(tǒng)的探測流程
(1)首先將系統(tǒng)初始化，包括上位遠程便攜式數(shù)據(jù)終端的初始化和遙控機器人操控平臺初始化，具體包括建立無線通訊，獲取機器人GPS位置初始信號，以及獲取攝像頭初始圖像界面；
(2)在遠程便攜式數(shù)據(jù)終端控制下，將機器人平臺前進至探測地點；
(3)遙控機器人平臺與下位探測器進行2.4GHz無線對接，每一個探測器具有唯一的標識符，方便準確對接；
(4 )遙控機器人平臺控制指定探測器進行探測，將探測值讀取并進行預(yù)處理后通過無線模塊發(fā)送至遠程便攜式數(shù)據(jù)終端，發(fā)送的信息包含探測值、位置坐標以及圖像信號。
權(quán)利要求
1.一種基于遙控機器人的巖土工程參數(shù)移動測試系統(tǒng)，其特征在于包括遠程便攜式數(shù)據(jù)終端和遙控機器人操控平臺；遠程便攜式數(shù)據(jù)終端包括433MHz無線通訊模塊、圖像顯示和主控模塊，以及數(shù)據(jù)顯示和處理模塊，其中，圖像顯示和主控模塊用于圖像顯示，并對其它模塊進行控制；數(shù)據(jù)顯示和處理模塊在圖像顯示和主控模塊的控制下進行數(shù)據(jù)的處理；433MHz無線通訊模塊用于實現(xiàn)與遙控機器人操控平臺的控制指令通訊和數(shù)據(jù)傳輸；遙控機器人操控平臺包括433MHz無線通訊模塊、GPS定位系統(tǒng)、攝像頭和2. 4GHz內(nèi)置無線接口，其中，433MHz無線通訊模塊用于接收來自數(shù)據(jù)終端的控制命令，并將探測數(shù)據(jù)發(fā)回數(shù)據(jù)終端；GPS定位系統(tǒng)實時顯示操控平臺所在位置，并將其坐標值傳輸至數(shù)據(jù)終端；攝像頭通過無線通訊模塊，實時將圖像顯示于數(shù)據(jù)終端；所述遙控機器人操控平臺還自帶有 2. 4GHz內(nèi)置無線接口，相應(yīng)地各探測子模塊均配備2. 4GHz內(nèi)置無線接口，給定唯一的標識符。
2.—種對如權(quán)利要求1所述的基于遙控機器人的巖土工程參數(shù)移動測試系統(tǒng)的控制方法，其特征在于包括如下步驟(1)將系統(tǒng)初始化，包括上位遠程便攜式數(shù)據(jù)終端的初始化和遙控機器人操控平臺初始化；(2)在遠程便攜式數(shù)據(jù)終端控制下，將機器人平臺前進至探測地點；(3)遙控機器人平臺與下位探測器進行2.4GHz無線對接，每一個探測器具有唯一的標識符；(4)遙控機器人平臺控制指定探測器進行探測，將探測值讀取并進行預(yù)處理后通過無線模塊發(fā)送至遠程便攜式數(shù)據(jù)終端，發(fā)送的信息包含探測值、位置坐標以及圖像信號。
3.如權(quán)利要求2所述的基于遙控機器人的巖土工程參數(shù)移動測試系統(tǒng)的控制方法，其特征在于所述步驟(1)中，系統(tǒng)的初始化還包括建立無線通訊，獲取機器人GPS位置初始信號，以及獲取攝像頭初始圖像界面。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于遙控機器人的巖土工程參數(shù)移動測試系統(tǒng)，包括遠程便攜式數(shù)據(jù)終端和遙控機器人操控平臺；遠程便攜式數(shù)據(jù)終端包括433MHz無線通訊模塊、圖像顯示和主控模塊，以及數(shù)據(jù)顯示和處理模塊；遙控機器人操控平臺包括433MHz無線通訊模塊、GPS定位系統(tǒng)、攝像頭和2.4GHz內(nèi)置無線接口。此結(jié)構(gòu)不僅擺脫人員的手工記錄以及數(shù)據(jù)處理，而且代替了不同儀器的操作平臺和控制終端，大大減少了野外操作所需攜帶的儀器數(shù)量，自身機器人平臺配備GPS定位系統(tǒng)和攝像頭，適用于氣候極端惡劣的野外探測。本發(fā)明還公開基于遙控機器人的巖土工程參數(shù)移動測試系統(tǒng)的控制方法。
文檔編號E02D1/00GK102561294SQ20111041469
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者李剛, 詹滬成, 許波琴, 陳亮, 黃德文 申請人:河海大學(xué)