CN117140534A - 矿用机器人的控制方法、矿用机器人及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种矿用机器人的控制方法、矿用机器人及存储介质，其矿用机器人的控制方法包括：在矿洞中进行巡检时，对矿洞进行危险信息感知；若感知到危险信息，则确定对应的目标区域，并对目标区域进行人员检测；若检测到目标区域内存在人员，则向人员运输救援物资。基于本申请方案，矿用机器人在矿洞中进行巡检时，会感知危险并确定对应的目标区域。然后，矿用机器人检测目标区域是否存在人员，如果存在人员则向人员运输随身携带的救援物资。这意味着在紧急情况下，人员不必等待外部救援人员到达就能获得应急的救援物资，从而增加了生存机会。
Description
技术领域
本申请涉及机器人控制技术领域，尤其涉及一种矿用机器人的控制方法、矿用机器人及存储介质。
背景技术
矿洞中可能产生多种危险，对矿洞工作人员的生命造成极大危险，因此，目前已逐渐采用矿用机器人在矿洞中进行巡检工作，以提高矿洞的安全性，减少人员伤亡和损失。但是矿用机器人在发现危险的时候，一般采取的措施是发出危险警告，以提示在场的人员；或者，将危险信息传输到矿洞之外，以便外界的救援人员能够及时响应并进行救援。上述两项措施都属于信息传达，在紧急情况下未必能够为在场人员提供及时帮助。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种矿用机器人的控制方法、矿用机器人及存储介质，旨在解决或改善矿用机器人在紧急情况下难以为矿洞中的人员提供及时帮助的问题。
为实现上述目的，本申请提供一种矿用机器人的控制方法，所述矿用机器人携带救援物资，所述矿用机器人的控制方法包括：
在矿洞中进行巡检时，对所述矿洞进行危险信息感知；
若感知到危险信息，则确定对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测；
若检测到所述目标区域内存在人员，则向所述人员运输所述救援物资。
可选地，所述矿用机器人包括气体传感器和红外传感器，所述对所述矿洞进行危险信息感知的步骤包括：
通过所述气体传感器获取所述矿洞的气体数据；以及，通过所述红外传感器获取所述矿洞的红外数据；
基于所述气体数据确定所述矿洞是否存在瓦斯泄露危险，或者有毒气体危险，或者缺氧危险；以及，基于所述红外数据确定所述矿洞是否存在火灾危险；
所述若感知到危险信息，则确定对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测的步骤包括：
若感知到所述瓦斯泄露危险，或者所述有毒气体危险，或者所述缺氧危险，或者所述火灾危险，则确定对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测。
可选地，所述矿用机器人还包括气流传感器，所述若感知到所述瓦斯泄露危险，或者所述有毒气体危险，或者所述缺氧危险，或者所述火灾危险，则确定对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测的步骤包括：
若感知到所述瓦斯泄露危险，则通过所述气流传感器获取所述矿洞中的气流数据，根据所述气流数据确定所述瓦斯泄露危险对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测；
若感知到所述有毒气体危险，则通过所述气流传感器获取所述矿洞中的气流数据，根据所述气流数据确定所述有毒气体危险对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测；
若感知到所述缺氧危险，则通过所述气流传感器获取所述矿洞中的气流数据，根据所述气流数据确定所述缺氧危险对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测；
若感知到所述火灾危险，则通过所述红外传感器获取火源数据，根据所述火源数据确定所述火灾危险对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测。
可选地，所述救援物资包括呼吸设备、消防设备，所述向所述人员运输所述救援物资的步骤包括：
根据所述人员的位置，规划得到运输路径；
沿所述运输路径移动到所述人员的位置；
若所述危险信息为所述瓦斯泄露危险，或者所述有毒气体危险，或者所述缺氧危险，则确定第一逃生路径并发出第一提示信息，以提示所述人员获取所述矿用机器人携带的呼吸设备，并沿所述第一逃生路径逃生；若所述危险信息为所述火灾危险，则确定第二逃生路径并发出第二提示信息，以提示所述人员获取所述矿用机器人携带的消防设备，并沿所述第二逃生路径逃生。
可选地，所述对所述目标区域进行人员检测的步骤包括：
通过所述红外传感器获取所述目标区域的红外图像；
将所述红外图像输入预先训练好的人员检测模型，得到所述人员检测模型输出的分析结果；
根据所述分析结果确定所述目标区域是否存在所述人员。
可选地，所述向所述人员运输所述救援物资的步骤之后，至少一次执行步骤：
前往预设的救援物资存放点；
当到达所述救援物资存放点时，从所述救援物资存放点补充所述救援物资；
向所述人员运输所述救援物资。
可选地，所述矿用机器人包括激光雷达，所述矿用机器人的控制方法还包括：
通过所述激光雷达获取激光雷达数据；
基于所述激光雷达数据以及预先建立的矿洞地图，确定所述矿用机器人在所述矿洞中的实时位置；
基于所述实时位置，规划得到巡检路径；
控制所述矿用机器人沿所述巡检路径进行巡检。
可选地，所述矿用机器人与所述矿洞中的若干个通信节点组成无线网状网，所述矿用机器人基于所述无线网状网与接收端建立通信连接，所述矿用机器人的控制方法还包括：
若感知到所述危险信息，则基于所述危险信息生成紧急情况通知；
通过所述无线网状网，将所述紧急情况通知发送至所述接收端。
本申请实施例还提出一种矿用机器人，所述矿用机器人包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的矿用机器人的控制程序，所述矿用机器人的控制程序被所述处理器执行时实现如上所述的矿用机器人的控制方法的步骤。
本申请实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有矿用机器人的控制程序，所述矿用机器人的控制程序被处理器执行时实现如上所述的矿用机器人的控制方法的步骤。
本申请实施例提出的矿用机器人的控制方法、矿用机器人及存储介质，通过在矿洞中进行巡检时，对所述矿洞进行危险信息感知；若感知到危险信息，则确定对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测；若检测到所述目标区域内存在人员，则向所述人员运输所述救援物资。基于本申请方案，矿用机器人在矿洞中进行巡检时，会感知危险并确定对应的目标区域。然后，矿用机器人检测目标区域是否存在人员，如果存在人员则向人员运输随身携带的救援物资。这意味着在紧急情况下，人员不必等待外部救援人员到达就能获得应急的救援物资，从而增加了生存机会。
附图说明
图1为本申请矿用机器人的控制装置所属矿用机器人的功能模块示意图；
图2为本申请矿用机器人的控制方法第一示例性实施例流程示意图；
图3为本申请矿用机器人的控制方法第二示例性实施例流程示意图；
图4为本申请矿用机器人的控制方法第三示例性实施例流程示意图；
图5为本申请矿用机器人的控制方法第四示例性实施例流程示意图；
图6为本申请矿用机器人的控制方法第五示例性实施例流程示意图；
图7为本申请矿用机器人的控制方法第六示例性实施例流程示意图；
图8为本申请矿用机器人的控制方法第七示例性实施例流程示意图；
图9为本申请矿用机器人的控制方法第八示例性实施例流程示意图。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图作进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例的主要解决方案是：在矿洞中进行巡检时，对所述矿洞进行危险信息感知；若感知到危险信息，则确定对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测；若检测到所述目标区域内存在人员，则向所述人员运输所述救援物资。基于本申请方案，矿用机器人在矿洞中进行巡检时，会感知危险并确定对应的目标区域。然后，矿用机器人检测目标区域是否存在人员，如果存在人员则向人员运输随身携带的救援物资。这意味着在紧急情况下，人员不必等待外部救援人员到达就能获得应急的救援物资，从而增加了生存机会。
具体地，参照图1，图1为本申请矿用机器人的功能模块示意图。
在本实施例中，该矿用机器人至少包括输出模块110、处理器120、存储器130以及通信模块140。
存储器130中存储有操作系统以及矿用机器人的控制程序，矿用机器人的控制装置可以将危险信息、目标区域信息、人员检测结果等信息存储于该存储器130中；输出模块110可为显示屏等。通信模块140可以包括WIFI模块、移动通信模块以及蓝牙模块等，通过通信模块140与外部设备或服务器进行通信。
其中，存储器130中的矿用机器人的控制程序被处理器执行时实现以下步骤：
在矿洞中进行巡检时，对所述矿洞进行危险信息感知；
若感知到危险信息，则确定对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测；
若检测到所述目标区域内存在人员，则向所述人员运输所述救援物资。
进一步地，存储器130中的矿用机器人的控制程序被处理器执行时还实现以下步骤：
通过所述气体传感器获取所述矿洞的气体数据；以及，通过所述红外传感器获取所述矿洞的红外数据；
基于所述气体数据确定所述矿洞是否存在瓦斯泄露危险，或者有毒气体危险，或者缺氧危险；以及，基于所述红外数据确定所述矿洞是否存在火灾危险；
进一步地，存储器130中的矿用机器人的控制程序被处理器执行时还实现以下步骤：
若感知到所述瓦斯泄露危险，或者所述有毒气体危险，或者所述缺氧危险，或者所述火灾危险，则确定对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测。
进一步地，存储器130中的矿用机器人的控制程序被处理器执行时还实现以下步骤：
若感知到所述瓦斯泄露危险，则通过所述气流传感器获取所述矿洞中的气流数据，根据所述气流数据确定所述瓦斯泄露危险对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测；
若感知到所述有毒气体危险，则通过所述气流传感器获取所述矿洞中的气流数据，根据所述气流数据确定所述有毒气体危险对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测；
若感知到所述缺氧危险，则通过所述气流传感器获取所述矿洞中的气流数据，根据所述气流数据确定所述缺氧危险对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测；
若感知到所述火灾危险，则通过所述红外传感器获取火源数据，根据所述火源数据确定所述火灾危险对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测。
进一步地，存储器130中的矿用机器人的控制程序被处理器执行时还实现以下步骤：
根据所述人员的位置，规划得到运输路径；
沿所述运输路径移动到所述人员的位置；
若所述危险信息为所述瓦斯泄露危险，或者所述有毒气体危险，或者所述缺氧危险，则确定第一逃生路径并发出第一提示信息，以提示所述人员获取所述矿用机器人携带的呼吸设备，并沿所述第一逃生路径逃生；若所述危险信息为所述火灾危险，则确定第二逃生路径并发出第二提示信息，以提示所述人员获取所述矿用机器人携带的消防设备，并沿所述第二逃生路径逃生。
进一步地，存储器130中的矿用机器人的控制程序被处理器执行时还实现以下步骤：
通过所述红外传感器获取所述目标区域的红外图像；
将所述红外图像输入预先训练好的人员检测模型，得到所述人员检测模型输出的分析结果；
根据所述分析结果确定所述目标区域是否存在所述人员。
进一步地，存储器130中的矿用机器人的控制程序被处理器执行时还实现以下步骤：
前往预设的救援物资存放点；
当到达所述救援物资存放点时，从所述救援物资存放点补充所述救援物资；
向所述人员运输所述救援物资。
进一步地，存储器130中的矿用机器人的控制程序被处理器执行时还实现以下步骤：
通过所述激光雷达获取激光雷达数据；
基于所述激光雷达数据以及预先建立的矿洞地图，确定所述矿用机器人在所述矿洞中的实时位置；
基于所述实时位置，规划得到巡检路径；
控制所述矿用机器人沿所述巡检路径进行巡检。
进一步地，存储器130中的矿用机器人的控制程序被处理器执行时还实现以下步骤：
若感知到所述危险信息，则基于所述危险信息生成紧急情况通知；
通过所述无线网状网，将所述紧急情况通知发送至所述接收端。
本实施例通过上述方案，具体通过在矿洞中进行巡检时，对所述矿洞进行危险信息感知；若感知到危险信息，则确定对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测；若检测到所述目标区域内存在人员，则向所述人员运输所述救援物资。本实施例中，矿用机器人在矿洞中进行巡检时，会感知危险并确定对应的目标区域。然后，矿用机器人检测目标区域是否存在人员，如果存在人员则向人员运输随身携带的救援物资。这意味着在紧急情况下，人员不必等待外部救援人员到达就能获得应急的救援物资，从而增加了生存机会。
参照图2，本申请矿用机器人的控制方法第一实施例提供一种流程示意图，所述矿用机器人携带救援物资，所述矿用机器人的控制方法包括：
步骤S10，在矿洞中进行巡检时，对所述矿洞进行危险信息感知。
具体地，目前的矿用机器人在矿洞中巡检发现危险之后，所采取的措施一般是发出危险警告，以提示在场的人员；或者，将危险信息传输到矿洞之外，以便外界的救援人员能够及时响应并进行救援。可以理解的是，现有的矿用机器人只起到了信息传达的作用。但是，如果矿洞中发生了瓦斯泄露危险、有毒气体危险、缺氧危险或者火灾危险等危险，并且对在场的人员造成了现实而紧迫的威胁，那么现有的矿用机器人将无法为在场的人员提供及时帮助。
为此，本实施例提出了一种矿用机器人的控制方法，该控制方法的执行主体为矿用机器人。矿用机器人是专为矿山和矿洞环境设计的智能机器，搭载各种传感器，如激光雷达、红外摄像头和气体传感器，用于巡检、监测和维护矿山设施。
在矿洞中进行巡检时，矿用机器人会通过自身的传感器持续获取矿洞中的环境数据，其中，环境数据至少包括气体数据和红外数据，还可以包括温度数据、湿度数据、气流数据、地质数据、水位数据等。然后，基于环境数据对矿洞进行危险信息感知，该过程即利用环境数据分析矿洞中是否存在危险。可也理解的是，矿洞中可能存在的危险的类型包括：瓦斯泄露、有毒气体、缺氧、火灾、渗水、塌方等。
步骤S20，若感知到危险信息，则确定对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测。
具体地，矿用机器人基于环境数据可能感知到的危险信息详细包括瓦斯泄露危险、有毒气体危险、缺氧危险、火灾危险。若感知到上述任一种危险信息，那么矿用机器人将会基于传感器采集到的数据确定危险信息对应的目标区域，目标区域可以是一个特定的巷道、工作区域或其他地点。
在危险存在时，如果有人员位于目标区域之中，那么即可以确定该人员面临重大安全威胁。因此，在感知到危险信息之后，矿用机器人可以使用红外传感器、摄像头或其他检测方法来对目标区域进行人员检测，以确定目标区域之内是否有人。
步骤S30，若检测到所述目标区域内存在人员，则向所述人员运输所述救援物资。
具体地，如果矿用机器人到目标区域内存在人员，矿用机器人会启动救援物资运输。这些救援物资可以包括呼吸设备、消防设备、通信设备、医疗用品等，根据具体的危险情况而定。矿用机器人会规划路径并前往目标区域，将救援物资带到人员所在的地点，以提供紧急帮助。可以理解的是，如果目标区域内有多个人员，那么矿用机器人可以根据其携带的救援物资的数量，逐个向目标区域内的人员运输救援物资。
可选地，矿用机器人可以是一种足式机器人，足式的矿用机器人因其多足结构和灵活性，能够在复杂的矿洞环境中具有出色的通过性，能够应对各种地形和障碍物，从而适合用于矿洞巡检和应急响应任务。
本实施例通过上述方案，具体通过在矿洞中进行巡检时，对所述矿洞进行危险信息感知；若感知到危险信息，则确定对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测；若检测到所述目标区域内存在人员，则向所述人员运输所述救援物资。本实施例中，矿用机器人在矿洞中进行巡检时，会感知危险并确定对应的目标区域。然后，矿用机器人检测目标区域是否存在人员，如果存在人员则向人员运输随身携带的救援物资。这意味着在紧急情况下，人员不必等待外部救援人员到达就能获得应急的救援物资，从而增加了生存机会。
进一步地，参照图3，本申请矿用机器人的控制方法第二实施例提供一种流程示意图，基于上述图2所示的实施例，所述矿用机器人包括气体传感器和红外传感器，对步骤S10中的“对所述矿洞进行危险信息感知”进一步细化，包括：
步骤S11，通过所述气体传感器获取所述矿洞的气体数据；以及，通过所述红外传感器获取所述矿洞的红外数据。
具体地，矿用机器人的危险感知功能需要以两种传感器数据为基础。一方面，矿用机器人通过气体传感器获取矿洞内的气体数据，气体数据包括矿洞内的气体浓度，例如瓦斯、有毒气体、氧气的浓度水平，其中瓦斯一般包括甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）、丁烷（C4H10）等；有毒气体一般包括一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）、硫化氢（H2S）、一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）、氨气（NH3）等。另一方面，矿用机器人通过红外传感器获取矿洞内的红外数据，红外数据包括矿洞内的温度分布和物体的热辐射。
步骤S12，基于所述气体数据确定所述矿洞是否存在瓦斯泄露危险，或者有毒气体危险，或者缺氧危险；以及，基于所述红外数据确定所述矿洞是否存在火灾危险。
具体地，矿洞机器人对获取到的气体数据进行分析，以确定是否存在潜在的瓦斯泄露危险，或者有毒气体危险，或者缺氧危险。例如，当甲烷（CH4）的浓度超出预设甲烷浓度上限，那么可以确定矿洞存在瓦斯泄露危险；又如，当一氧化碳（CO）的浓度超出预设一氧化碳浓度上限，那么可以确定矿洞存在有毒气体危险；又如，当氧气（O2）的浓度低于预设氧气浓度下限，那么可以确定矿洞存在缺氧危险。
另外，矿洞机器人对获取到的红外数据进行分析，以确定是否存在潜在的火灾危险。正常情况下，矿洞内的大多数区域会有相对均匀的温度分布。然而，如果存在火源，其周围的区域可能会显示异常的高温，这种异常可以通过红外数据中的高温点、高温区域或温度梯度来表示。
对步骤S20中的“若感知到危险信息，则确定对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测”进一步细化，包括：
步骤S21，若感知到所述瓦斯泄露危险，或者所述有毒气体危险，或者所述缺氧危险，或者所述火灾危险，则确定对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测。
具体地，在一种情况下，如果矿用机器人感知到瓦斯泄露危险，或者有毒气体危险，或者缺氧危险，或者火灾危险，则结合自身所处的位置确定对应的目标区域，并对目标区域进行人员检测。例如，以矿用机器人所处的位置为中心得到一个预设半径的圆形区域，并在圆形区域之中筛选与矿洞实际巷道、空间相匹配的区域作为目标区域。
在另一种情况下，如果矿用机器人感知到瓦斯泄露危险，或者有毒气体危险，或者缺氧危险，或者火灾危险，则结合其他传感器数据确定对应的目标区域，并对目标区域进行人员检测。例如，可以结合由气流传感器获取的气流数据，或者结合由红外传感器获取的红外数据，确定对应的目标区域，并对目标区域进行人员检测。
可以理解的是，上述目标区域可以是瓦斯泄露危险对应的目标区域，或者有毒气体危险对应的目标区域，或者缺氧危险对应的目标区域，或者火灾危险对应的目标区域。
本实施例中，通过结合气体传感器和红外传感器的数据，实现了更全面的危险信息感知。气体传感器可检测瓦斯泄漏、有毒气体和缺氧等气体危险，而红外传感器则用于检测火灾危险。这种综合感知方式增强了矿用机器人对矿洞环境的理解，提高了危险信息的准确性和可靠性。
进一步地，参照图4，本申请矿用机器人的控制方法第三实施例提供一种流程示意图，基于上述图3所示的实施例，所述矿用机器人还包括气流传感器，对步骤S21中的“若感知到所述瓦斯泄露危险，或者所述有毒气体危险，或者所述缺氧危险，或者所述火灾危险，则确定对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测”进一步细化，包括：
步骤S211，若感知到所述瓦斯泄露危险，则通过所述气流传感器获取所述矿洞中的气流数据，根据所述气流数据确定所述瓦斯泄露危险对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测。
步骤S212，若感知到所述有毒气体危险，则通过所述气流传感器获取所述矿洞中的气流数据，根据所述气流数据确定所述有毒气体危险对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测。
步骤S213，若感知到所述缺氧危险，则通过所述气流传感器获取所述矿洞中的气流数据，根据所述气流数据确定所述缺氧危险对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测。
步骤S214，若感知到所述火灾危险，则通过所述红外传感器获取火源数据，根据所述火源数据确定所述火灾危险对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测。
具体地，如果矿用机器人感知到瓦斯泄露危险，那么可以进一步通过气流传感器来获取矿洞中的气流数据，其中，气流数据可以指示探测气体流动的方向和速度，有助于确定瓦斯泄露的扩散方向。矿用机器人基于气流数据确定瓦斯泄露危险对应的目标区域，然后对该目标区域进行人员检测，以确认是否有人员受到瓦斯泄露的威胁。
如果矿用机器人感知到有毒气体危险，那么可以进一步通过气流传感器来获取矿洞中的气流数据，其中，气流数据可以指示探测气体流动的方向和速度，有助于确定有毒气体的扩散方向。矿用机器人基于气流数据确定有毒气体危险对应的目标区域，然后对该目标区域进行人员检测，以确认是否有人员受到有毒气体的威胁。
如果矿用机器人感知到缺氧危险，那么可以进一步通过气流传感器来获取矿洞中的气流数据，其中，气流数据可以指示探测气体流动的方向和速度，有助于确定是否有新鲜空气补充进来。矿用机器人基于气流数据确定缺氧危险对应的目标区域，然后对该目标区域进行人员检测，以确认是否有人员受到缺氧的威胁。
如果矿用机器人感知到火灾危险，那么可以进一步通过红外传感器来获取矿洞中的火源数据，其中，火源数据可以指示火源的位置、温度、热辐射强度、火焰形状和大小。矿用机器人基于火源数据确定火灾危险对应的目标区域，通常是火源周围的区域。然后对该目标区域进行人员检测，以确认是否有人员受到火灾的威胁。
本实施例中，通过整合气流传感器和红外传感器，将气流数据和火源数据纳入危险信息感知过程，提高了矿用机器人对不同危险情况的识别和区分能力。当感知到瓦斯泄漏危险、有毒气体危险、缺氧危险时，气流传感器可提供有关气流模式的信息，帮助确定危险源的位置和扩散范围。另外，当感知到火灾危险时，红外传感器可提供有关火源的信息，帮助确定危险源的位置和扩散范围。如此，使得矿用机器人后续可以更有效地采取措施来保护人员安全，从而减少潜在的伤害和风险。
进一步地，参照图5，本申请矿用机器人的控制方法第四实施例提供一种流程示意图，基于上述图4所示的实施例，所述救援物资包括呼吸设备、消防设备，对步骤S30中的“向所述人员运输所述救援物资”进一步细化，包括：
步骤S31，根据所述人员的位置，规划得到运输路径。
具体地，在前述步骤的人员检测过程中，已确定目标区域内存在人员，且该人员的位置也被同时确定。矿用机器人可以进一步根据目标区域内的人员的位置，以及矿用机器人自身的位置，规划得到对应的运输路径。可以理解的是，运输路径以矿用机器人自身的位置为起点，以目标区域内的人员的位置为终点（或者以目标区域内的人员的附近位置为终点）。
步骤S32，沿所述运输路径移动到所述人员的位置。
具体地，在规划得到运输路径，可以控制矿用机器人沿运输路径逐渐移动到人员的位置。其中，矿用机器人可以是一种轮式机器人，也可以是一种履带式机器人，也可以是一种足式机器人，可以理解的是，轮式、履带式、足式分别对应不同的移动控制方式。在沿运输路径移动的同时，矿用机器人也可以基于自身的导航系统（基于激光雷达、惯性传感器等）实现对障碍物的躲避。
步骤S33，若所述危险信息为所述瓦斯泄露危险，或者所述有毒气体危险，或者所述缺氧危险，则确定第一逃生路径并发出第一提示信息，以提示所述人员获取所述矿用机器人携带的呼吸设备，并沿所述第一逃生路径逃生；若所述危险信息为所述火灾危险，则确定第二逃生路径并发出第二提示信息，以提示所述人员获取所述矿用机器人携带的消防设备，并沿所述第二逃生路径逃生。
具体地，矿用机器人所携带的救援物资包括呼吸设备、消防设备。
如果危险信息为瓦斯泄露危险，或者有毒气体危险，或者缺氧危险，那么矿用机器人进一步以自身所处的位置作为起点，以预设的逃生地点作为终点，确定第一逃生路径。然后，通过语音播报或者启动灯光的方式发出第一提示信息，以提示人员获取矿用机器人携带的呼吸设备，并沿第一逃生路径逃生。例如，矿用机器人以语音播报的方式发出第一提示信息，播放语音“请取用呼吸面罩”/“请取用氧气瓶”/“请沿A巷道前往B区域”；又如，矿用机器人以启动灯光的方式发出第一提示信息，闪烁呼吸设备对应的灯光，在地面上投射第一逃生路径对应的方向箭头。
如果危险信息为火灾危险，那么矿用机器人可以通过语音播报或者启动灯光的方式发出第二提示信息，以提示人员获取矿用机器人携带的消防设备。例如，矿用机器人以语音播报的方式发出第二提示信息，播放语音“请取用灭火器”/“请沿C巷道前往D区域”；又如，矿用机器人以启动灯光的方式发出第二提示信息，闪烁消防设备对应的灯光，在地面上投射第二逃生路径对应的方向箭头。
在一种情况下，矿用机器人也可以基于自身的移动指引人员逃生。
本实施例中，矿用机器人首先使用位置信息规划运输路径，确保快速到达受威胁的人员位置。另外，矿用机器人会根据不同的危险类型发出第一提示信息火灾第二提示信息，以提示人员获取矿用机器人携带的呼吸设备或者消防设备，并沿逃生路径逃生，提供了定制化的救援策略，确保人员获得及时且准确的救援帮助。
进一步地，参照图6，本申请矿用机器人的控制方法第五实施例提供一种流程示意图，基于上述图3所示的实施例，对步骤S21中的“对所述目标区域进行人员检测”进一步细化，包括：
步骤S215，通过所述红外传感器获取所述目标区域的红外图像。
具体地，每个物体都以不同的温度发射红外辐射，这是基于其热能的自然过程。人体作为温暖的生物体，会产生明显的红外辐射。红外传感器能够感知这种辐射并将其转化为电信号。
在确定目标区域之后，矿用机器人会通过红外传感器扫描目标区域，将目标区域分成若干个小区域，然后记录每个小区域的红外辐射数据。这些数据表示了不同小区域的温度分布。进一步地，通过将红外辐射数据进行处理和转换，矿用机器人可以生成一幅红外图像。在这幅红外图像中，不同的颜色或亮度对应不同温度的物体。一般来说，较亮的区域代表较高温度的物体，而较暗的区域代表较低温度的物体。如果人员存在于目标区域，其体温辐射将在图像中呈现出明显的特征。
步骤S216，将所述红外图像输入预先训练好的人员检测模型，得到所述人员检测模型输出的分析结果。
具体地，矿用机器人配备了预先训练好的人员检测模型，人员检测模型的训练过程可以包括：首先，收集大量的红外图像数据，其中一些图像包含人员，而其他图像不包含。然后，对这些图像进行标记，以指示每个图像中是否存在人员。接下来，将这些数据分为训练集和测试集。训练集用于模型的学习，测试集用于评估模型的性能。人员检测模型采用深度学习技术，如卷积神经网络（CNN），通过反复训练和优化，学会从红外图像中提取人员的热辐射特征，以最终能够准确地识别目标区域内是否存在人员。
进一步地，矿用机器人将目标区域对应的红外图像输入人员检测模型，便可以得到人员检测模型输出的分析结果。
步骤S217，根据所述分析结果确定所述目标区域是否存在所述人员。
具体地，根据分析结果至少可以确定目标区域内是否存在人员。但是分析结果也可能是二元的，在表示是否存在人员的同时也可能包含其他信息，如人员的位置或数量。
基于分析结果，矿用机器人可以采取不同的行动。如果分析结果表明目标区域内存在人员，机器人可以确认紧急情况，并触发相关的救援程序，如提供呼吸设备或消防设备。如果分析结果表明目标区域内不存在人员，机器人可以继续巡检或执行其他任务。
本实施例中，利用红外传感器获取目标区域的红外图像，结合事先训练好的人员检测模型，实现高效而准确的人员检测。人员检测模型能够识别图像中的人员，将其与其他热源或物体区分开来，提高了矿用机器人对危险情况的感知和应对能力，有助于快速识别受威胁的人员。
进一步地，参照图7，本申请矿用机器人的控制方法第六实施例提供一种流程示意图，基于上述图2所示的实施例，步骤S30，向所述人员运输所述救援物资之后，至少一次执行步骤：
步骤S01，前往预设的救援物资存放点。
具体地，由于矿用机器人的负载能力有限，其一次携带的救援物资未必足够目标区域内的人员应对危险情况。为此，本实施例提出了一种控制矿用机器人往返运输救援物资的方式。
更为具体的，在矿洞中预先设置有救援物资存放点，救援物资存放点存放有适当数量的救援物资，而矿用机器人相应地记录下救援物资存放点的位置。在感知到危险信息并第一次向目标区域内的人员运输救援物资之后，矿用机器人会从目标区域前往救援物资存放点。
步骤S02，当到达所述救援物资存放点时，从所述救援物资存放点补充所述救援物资。
具体地，当矿用机器人到达救援物资存放点时，可以利用自身设置的机械部件（如机械部）抓取救援物资，并装载到矿用机器人之上；或者，救援物资存放点同时设有装卸设备，可以为矿用机器人装载救援物资。也就是说，矿用机器人以装载的方式完成救援物资补充。
步骤S03，向所述人员运输所述救援物资。
具体地，一旦矿用机器人补充完救援物资，就会重新规划由救援物资存放点到目标区域的路径，沿着这条路径重新返回目标区域，以向目标区域内的人员运输救援物资。
可以理解的是，上述步骤S01、步骤S02、步骤S03至少循环执行一次，以使目标区域内的人员获得足够多的救援物资应对危险情况。
本实施例中，矿用机器人可以多次往返于救援物资存放点和目标区域，为目标区域的人员提供足够的救援物资，增强了矿洞中的人员安全性。
进一步地，参照图8，本申请矿用机器人的控制方法第七实施例提供一种流程示意图，基于上述图2所示的实施例，所述矿用机器人包括激光雷达，所述矿用机器人的控制方法还包括：
步骤S04，通过所述激光雷达获取激光雷达数据。
具体地，矿用机器人配备了激光雷达，通过激光雷达发射激光束并测量激光束反射回来的时间来获取矿洞周围环境的激光雷达数据。这些激光雷达数据包括障碍物的位置、距离和形状，以及周围地形的特征，提供了对矿洞内部环境进行详细了解的基础依据。
步骤S05，基于所述激光雷达数据以及预先建立的矿洞地图，确定所述矿用机器人在所述矿洞中的实时位置。
具体地，通过分析激光雷达数据可以确定矿洞机器人的周围障碍物，然后将周围障碍物与预先建立的矿洞地图上的特征进行匹配，可以确定矿洞机器人在矿洞中的实时位置。
步骤S06，基于所述实时位置，规划得到巡检路径。
具体地，基于已知的矿洞机器人位置和矿洞地图，机器人使用路径规划算法来确定最佳的巡检路径。巡检路径将考虑到矿洞中的障碍物、目标区域和巡检要求，以确保机器人能够高效地覆盖整个矿洞。
步骤S07，控制所述矿用机器人沿所述巡检路径进行巡检。
具体地，在确定巡检路径之后，可以进一步控制矿用机器人的运动部件（如车轮、履带、机械足等）做出相应的动作，以使矿用机器人沿巡检路径进行巡检。在此过程中，矿用机器人使用激光雷达数据不断更新自己的位置，以确保在巡检过程中能够避开障碍物并保持在预定路径上。这样，机器人可以有效地巡视矿洞，收集环境数据，检测潜在危险并提供帮助。
本实施例中，利用激光雷达数据以及预先建立的矿洞地图，可以使矿用机器人在矿洞环境中精确识别位置、障碍物和路径，减少机器人在狭窄、复杂的矿洞环境中的碰撞风险。此外，激光雷达还允许机器人实时调整路径以应对意外情况，提高了矿洞巡检的安全性和可靠性。
进一步地，参照图9，本申请矿用机器人的控制方法第八实施例提供一种流程示意图，基于上述图2所示的实施例，所述矿用机器人与所述矿洞中的若干个通信节点组成无线网状网，所述矿用机器人基于所述无线网状网与接收端建立通信连接，所述矿用机器人的控制方法还包括：
步骤S08，若感知到所述危险信息，则基于所述危险信息生成紧急情况通知。
步骤S09，通过所述无线网状网，将所述紧急情况通知发送至所述接收端。
具体地，本实施例涉及的无线网状网（Mesh Network）是一种自组织的无线通信网络，其中设备可以相互连接，共同构成网络基础设施。每个设备在无线网状网中可以视为一个通信节点，通信节点同时也能够充当信号中继器，将信息从一个通信节点传输到另一个通信节点。这种方式提供了更广泛的信号覆盖范围，允许信息在多个通信节点之间跳转，以绕过通信障碍。无线网状网的主要特点包括：（1）自组织性：设备能够自动加入网络并建立连接，不需要复杂的中央控制。（2）鲁棒性：由于多个节点之间可以相互通信，网络更具鲁棒性，即使某些节点失效，仍能保持通信。（3）灵活性：网络拓扑结构可以根据需求自动调整，适应不同的环境和通信需求。（4）增强覆盖范围：无线网状网允许信息通过多个中继节点传播，提供更广泛的覆盖范围。
可以理解的是，矿用机器人也可以视为一个通信节点，与矿洞中的若干个其他通信节点一起组成无线网状网。
如果矿用机器人感知到危险信息，则基于危险信息生成紧急情况通知。例如，当矿用机器人感知到瓦斯泄露危险，则生成瓦斯泄露紧急情况通知；当矿用机器人感知到有毒气体危险，则生成有毒气体紧急情况通知；当矿用机器人感知到缺氧危险，则生成缺氧紧急情况通知；当矿用机器人感知到火灾危险，则生成火灾紧急情况通知。
进一步地，矿用机器人将生成的紧急情况通知传输到无线网状网中的某一通信节点，然后经过无线网状网中的通信节点依次传递，将紧急情况通知发送至接收端。其中，接收端可以部署在矿洞之中靠近出口处，火灾部署在矿洞之外，以便接收端所接收到的紧急情况通知可以及时被救援人员所获取。
本实施例中，使用无线网状网的主要好处在于提供了强大的通信覆盖和可靠性，特别适用于矿洞这种封闭且复杂的环境。无线网状网允许矿用机器人与多个通信节点建立连接，使紧急情况通知能够快速传达到指定接收端，如矿山操作员或救援团队。这有助于实现更快速的响应和协调，以处理潜在的危险和紧急情况，提高了矿洞内的安全性和应急反应效率。
进一步地，基于上述图2-9所示的实施例，提出本申请矿用机器人的控制方法第九实施例。
具体地，本实施例涉及的矿用机器人包括气体传感器、红外传感器、气流传感器、激光雷达，同时携带呼吸设备、消防设备、通信设备、医疗物资。在一般情况下，矿用机器人在矿洞内执行预设的巡检任务，利用激光雷达实现路径规划与避障，同时利用气体传感器、红外传感器、气流传感器感知矿洞内是否存在危险。如果感知到瓦斯泄露危险，或者有毒气体危险，或者缺氧危险，或者火灾危险，那么进一步确定发生危险的目标区域，并检测目标区域内是否有人员。同时，矿用机器人会生成危险对应的紧急情况通知，并通过无线网状网将紧急情况通知发送至接收端。
如果矿用机器人检测到目标区域内有人员，那么就会向目标区域内的人员运输呼吸设备、消防设备、通信设备、医疗物资等救援物资，以使目标区域内的人员得到及时的帮助，提高人员生存概率。在一些情况下，矿用机器人还可以在预设的救援物资存放点与目标区域之间往返，多次向目标区域内的人员运输救援物资。
本实施例中，矿用机器人在矿洞中进行巡检时，会感知危险并确定对应的目标区域。然后，矿用机器人检测目标区域是否存在人员，如果存在人员则向人员运输随身携带的救援物资。这意味着在紧急情况下，人员不必等待外部救援人员到达就能获得应急的救援物资，从而增加了生存机会。
此外，本申请实施例还提出一种矿用机器人，所述矿用机器人包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的矿用机器人的控制程序，所述矿用机器人的控制程序被所述处理器执行时实现如上所述的矿用机器人的控制方法的步骤。
由于本矿用机器人的控制程序被处理器执行时，采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述所有实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
此外，本申请实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有矿用机器人的控制程序，所述矿用机器人的控制程序被处理器执行时实现如上所述的矿用机器人的控制方法的步骤。
由于本矿用机器人的控制程序被处理器执行时，采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述所有实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术作出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上的一个存储介质（如ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台矿用机器人执行本申请每个实施例的方法。
以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种矿用机器人的控制方法，其特征在于，所述矿用机器人携带救援物资，所述矿用机器人的控制方法包括：
在矿洞中进行巡检时，对所述矿洞进行危险信息感知；
若感知到危险信息，则确定对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测；
若检测到所述目标区域内存在人员，则向所述人员运输所述救援物资。
2.如权利要求1所述的矿用机器人的控制方法，其特征在于，所述矿用机器人包括气体传感器和红外传感器，所述对所述矿洞进行危险信息感知的步骤包括：
通过所述气体传感器获取所述矿洞的气体数据；以及，通过所述红外传感器获取所述矿洞的红外数据；
基于所述气体数据确定所述矿洞是否存在瓦斯泄露危险，或者有毒气体危险，或者缺氧危险；以及，基于所述红外数据确定所述矿洞是否存在火灾危险；
所述若感知到危险信息，则确定对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测的步骤包括：
若感知到所述瓦斯泄露危险，或者所述有毒气体危险，或者所述缺氧危险，或者所述火灾危险，则确定对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测。
3.如权利要求2所述的矿用机器人的控制方法，其特征在于，所述矿用机器人还包括气流传感器，所述若感知到所述瓦斯泄露危险，或者所述有毒气体危险，或者所述缺氧危险，或者所述火灾危险，则确定对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测的步骤包括：
若感知到所述瓦斯泄露危险，则通过所述气流传感器获取所述矿洞中的气流数据，根据所述气流数据确定所述瓦斯泄露危险对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测；
若感知到所述有毒气体危险，则通过所述气流传感器获取所述矿洞中的气流数据，根据所述气流数据确定所述有毒气体危险对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测；
若感知到所述缺氧危险，则通过所述气流传感器获取所述矿洞中的气流数据，根据所述气流数据确定所述缺氧危险对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测；
若感知到所述火灾危险，则通过所述红外传感器获取火源数据，根据所述火源数据确定所述火灾危险对应的目标区域，并对所述目标区域进行人员检测。
4.如权利要求3所述的矿用机器人的控制方法，其特征在于，所述救援物资包括呼吸设备、消防设备，所述向所述人员运输所述救援物资的步骤包括：
根据所述人员的位置，规划得到运输路径；
沿所述运输路径移动到所述人员的位置；
若所述危险信息为所述瓦斯泄露危险，或者所述有毒气体危险，或者所述缺氧危险，则确定第一逃生路径并发出第一提示信息，以提示所述人员获取所述矿用机器人携带的呼吸设备，并沿所述第一逃生路径逃生；若所述危险信息为所述火灾危险，则确定第二逃生路径并发出第二提示信息，以提示所述人员获取所述矿用机器人携带的消防设备，并沿所述第二逃生路径逃生。
5.如权利要求2所述的矿用机器人的控制方法，其特征在于，所述对所述目标区域进行人员检测的步骤包括：
通过所述红外传感器获取所述目标区域的红外图像；
将所述红外图像输入预先训练好的人员检测模型，得到所述人员检测模型输出的分析结果；
根据所述分析结果确定所述目标区域是否存在所述人员。
6.如权利要求1所述的矿用机器人的控制方法，其特征在于，所述向所述人员运输所述救援物资的步骤之后，至少一次执行步骤：
前往预设的救援物资存放点；
当到达所述救援物资存放点时，从所述救援物资存放点补充所述救援物资；
向所述人员运输所述救援物资。
7.如权利要求1所述的矿用机器人的控制方法，其特征在于，所述矿用机器人包括激光雷达，所述矿用机器人的控制方法还包括：
通过所述激光雷达获取激光雷达数据；
基于所述激光雷达数据以及预先建立的矿洞地图，确定所述矿用机器人在所述矿洞中的实时位置；
基于所述实时位置，规划得到巡检路径；
控制所述矿用机器人沿所述巡检路径进行巡检。
8.如权利要求1所述的矿用机器人的控制方法，其特征在于，所述矿用机器人与所述矿洞中的若干个通信节点组成无线网状网，所述矿用机器人基于所述无线网状网与接收端建立通信连接，所述矿用机器人的控制方法还包括：
若感知到所述危险信息，则基于所述危险信息生成紧急情况通知；
通过所述无线网状网，将所述紧急情况通知发送至所述接收端。
9.一种矿用机器人，其特征在于，所述矿用机器人包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的矿用机器人的控制程序，所述矿用机器人的控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的矿用机器人的控制方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有矿用机器人的控制程序，所述矿用机器人的控制程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的矿用机器人的控制方法的步骤。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202311404462.5A CN117140534B (zh) | 2023-10-27 | 2023-10-27 | 矿用机器人的控制方法、矿用机器人及存储介质 |
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| CN202311404462.5A CN117140534B (zh) | 2023-10-27 | 2023-10-27 | 矿用机器人的控制方法、矿用机器人及存储介质 |
Publications (2)
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