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申请/专利权人：大连理工大学

摘要：一种火场视觉构建系统和工作方法，其属于消防机器人的技术领域。该系统包括环境感知机器人和配套的AR消防头盔，机器人包括履带装置、底盘舱和主体舱；底盘舱固定安装保护外壳、电动马达、电源和运动控制板，主体舱安装有保护外壳、4D毫米波雷达传感器、UWB传感器和微型主板。AR消防头盔包括电源、UWB传感器、微型主板和AR显示器。本发明通过在主体舱内的微型主板上运行跨模态毫米波雷达信号语义分割算法、UWB的高精度快速建图和人机协同运动控制算法，分割结果经头盔内微型主板处理后通过AR显示器显示。本系统可有效规避相机、激光雷达在浓烟环境中失效的短板；避免点云运算的算力消耗，提高了建图精准度，解决了机器人的运动控制问题。

主权项：1.一种火场视觉构建系统和工作方法，其特征在于：所述系统包括环境感知机器人和AR消防头盔；所述机器人包括履带装置1、底盘舱3、固定安装在底盘舱上的主体舱4、安装于主体舱顶部的通讯天线6、把手7和吊装孔洞8；所述底盘舱3内安装运动控制板34，控制电动马达32；所述主体舱4内安装有4D毫米波雷达传感器42、机器人UWB传感器43、机器人内置微型主板41、IMU传感器和微型处理器46；所述微型处理器46负责毫米波信号处理、UWB快速建图、IMU实时积分、运动控制和路径规划的运算；所述AR消防头盔包括头盔保护壳10和一体化护目镜9，所述头盔保护壳10内部安装有头盔内置微型主板103、头盔内置电源102、缓冲护垫105、头盔UWB传感器104和AR显示器101所述头盔内置微型主板103嵌入式安装IMU模块；所述机器人UWB传感器43和头盔UWB传感器104构成的阵列空间坐标点位的方位自适应和速度自匹配、基于格栅地图的局域路径规划算法和基于IMU传感器的实时方向同步；所述机器人UWB传感器43通过非深度学习的格栅建图算法实现快速的二维建图，地图内还会保存各帧时刻的人机位置及方向信息，机器人UWB传感器43和头盔UWB传感器104构成的传感器阵列空间坐标点位与环境感知机器人和AR消防头盔的方向被独立空间坐标系存储；所述头盔内置微型主板103负责分割信息的接收、解码、可视化、坐标转换，IMU模块数据的实时积分运算和头盔UWB传感器空间坐标点位计算，并将处理后的可视化信息传输至AR显示器101，头盔UWB传感器空间坐标点位和IMU方向通过无线通讯模块传回环境感知机器人；机器人UWB传感器43的信号除了用于建图外，还与头盔UWB传感器104基于ToF和AoA构成的独立传感器阵列坐标系，用于环境感知机器人的自动运动控制。

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