一种分布式矿用传感器系统的制作方法

本发明涉及机器人控制系统。更具体地，涉及一种分布式矿用传感器系统。

背景技术：

目前国内外矿用控机器人大多采用有线和无线进行远程操控，然而有线操控会增加机器人本体的负重，而且机器人的运动也受到电源线缆的羁绊和地形的限制，影响其在井下环境自由移动和顺利行进；另外一些采用无线遥控的矿用机器人，大多缺乏行走距离反馈和显示，且无线通信传输带宽小和传输距离短，视频清晰度受到严重影响，机器人本体运动状态或环境参数较少，精细运动控制功能缺乏或不足等。

无论是有线操控还是无线操控，均是通过设置在机器人上的总控制系统与后台远程控制器连接，进而控制与机器人连接的各个传感器工作，若总控制系统出现故障会导致整个机器人上各个传感器均无法正常使用，降低工作效率且浪费资源。

因此，需要提供一种分布式矿用传感器系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种分布式矿用传感器系统，控制系统采用分布式模块化系统管理，设于机器人上的各个传感器内均设有各自独立的控制系统，同时各个传感器之间也可互相通信，解决了在机器人的控制系统出现故障时其它传感器均无法正常工作的问题。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种分布式矿用传感器系统，包括温度检测装置、气体检测装置及视觉成像装置，每个装置内均设有控制系统和电源，工作时可安装在探测机器人上分别由各自控制系统控制采集环境信息。

进一步地，所述温度检测装置包括：第一本安电源、温度处理器、温度传感器及温度无线传输模块，所述温度处理器被配置为向所述温度传感器发送控制指令，控制所述温度传感器实时采集周围环境温度，并将采集的温度信息通过温度无线传输模块发送至后台。

进一步地，所述气体检测装置包括：第二本安电源、气体处理器、气体传感器及气体无线传输模块，所述气体处理器被配置为向所述气体传感器发送控制指令，控制所述气体传感器实时采集周围环境气体种类及浓度，并将采集的气体信息通过气体无线传输模块发送至后台。

进一步地，所述气体传感器包括一氧化碳传感器、甲烷传感器及二氧化硫传感器。

进一步地，所述视觉成像装置包括：第三本安电源、视觉处理器、摄像头及视觉无线传输模块，所述视觉处理器被配置为向所述摄像头发送控制指令，控制所述摄像头实时采集周围环境视觉信息，并将采集的视觉信息通过视觉无线传输模块发送至后台。

进一步地，所述摄像头下方设有可旋转的底座，底座上方分别设置有单目摄像头和双目全景摄像头，所述视觉处理器根据预先设置在不同环境中的参数通过旋转底座控制不同的摄像头工作。

进一步地，所述系统还包括红外热成像装置，所述红外热成像装置包括：第四本安电源、热成像处理器、红外摄像头及热成像无线传输模块，所述热成像处理器被配置为向所述红外摄像头发送控制指令，控制所述红外摄像头实时采集周围环境热成像信息，并将采集的热成像信息通过热成像无线传输模块发送至后台。

进一步地，所述系统还包括声音检测装置，所述声音检测装置包括：第五本安电源、声音处理器、拾音器及声音无线传输模块，所述声音处理器被配置为向所述拾音器发送控制指令，控制所述拾音器实时采集周围环境声音信息，并将采集的声音信息通过热成像无线传输模块发送至后台。

进一步地，所述声音检测装置还包括声呐，用于精确探测矿洞深度、矿所在位置及周围环境信息。

进一步地，所述系统中所有装置间通过各自的无限转数模块无线连接，当其中一个装置与后台的连接出现故障时可将采集信息发送至其余任意装置，并转发至后台。

本发明的有益效果如下：

本发明所述技术方案公开的分布式矿用传感器系统，将矿用机器人上控制各个传感器模块工作的控制系统分别设置在每个模块中，并在控制系统中预先设置好程序，将控制权限分布到每个模块上，若某一模块工作或传输出现故障，不会影响到其余模块的工作和传输，提高了工作效率且节省资源。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；

图1为本发明一种分布式矿用传感器系统示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明公开的一种分布式矿用传感器系统，包括温度检测装置、气体检测装置及视觉成像装置，每个装置内均设有控制系统和电源，工作时可安装在探测机器人上分别由各自控制系统控制采集环境信息。

具体的，所述传感器系统主要用于矿业领域，系统内的每个装置相对独立，可自由组合装载到矿用机器人上跟随机器人移动工作，每个装置上配置有无线传输模块，可以为wifi模块；装置内设置有本安电源电路，由于矿井内环境复杂，且均为可燃物，配置本安电源电路即使线路发生短路或电火花，也不足以点燃周围的易燃易爆气体，可有效保护装置的安全，防止发生危险；装置上还配置有带宽2.4g的天线，有效的增强信号传输，传输速度可达300m/s，装置内的控制系统优选的为linux系统，并支持usb2.0接口传输。装置的工作温度为0-55°，存储温度为-20-70°，由此可见正常情况下所在的温度范围内本系统均能正常工作，提高了工作效率。工作时将所需要的传感器装置通过与矿用机器人配套的接口进行连接固定，分别启动每个装置的电源即可按照装置内设置好的程序自行工作，无需受矿用机器人控制系统的控制。

温度检测装置包括：第一本安电源、温度处理器、温度传感器及温度无线传输模块，所述温度处理器被配置为向所述温度传感器发送控制指令，控制所述温度传感器实时采集周围环境温度，并将采集的温度信息通过温度无线传输模块发送至后台。温度检测装置上还设有预警模块，当温度传感器采集的温度通过温度处理器进行分析，超过或低于本装置能够承受的工作温度范围时，温度处理器控制预警模块向远程后台发送预警信息，同时温度处理器控制温度检测装置停止工作并关闭电源防止设备损坏。

气体检测装置包括：第二本安电源、气体处理器、气体传感器及气体无线传输模块，所述气体处理器被配置为向所述气体传感器发送控制指令，控制所述气体传感器实时采集周围环境气体种类及浓度，并将采集的气体信息通过气体无线传输模块发送至后台。气体传感器包括一氧化碳传感器、甲烷传感器及二氧化硫传感器等，可根据需要开启或关闭其中的一种或几种，更有针对性的探测矿井内的气体情况。

视觉成像装置包括：第三本安电源、视觉处理器、摄像头及视觉无线传输模块，所述视觉处理器被配置为向所述摄像头发送控制指令，控制所述摄像头实时采集周围环境视觉信息，并将采集的视觉信息通过视觉无线传输模块发送至后台。这里的摄像头包括单目摄像头和双目全景摄像头，摄像头下方设有可旋转的底座，根据工作需要可通过视觉处理器控制底座旋转来更换工作的摄像头种类，以达到不同的采集要求。若只需采集行进路线前方的视野区域，克使用单目摄像头，若需要确认整个矿井内四周的视野，则可采用双目全景摄像头，大大提高工作效率，并且采集的信息不会遗漏。

系统还包括红外热成像装置，所述红外热成像装置包括：第四本安电源、热成像处理器、红外摄像头及热成像无线传输模块，所述热成像处理器被配置为向所述红外摄像头发送控制指令，控制所述红外摄像头实时采集周围环境热成像信息，并将采集的热成像信息通过热成像无线传输模块发送至后台。红外热成像装置与上述视觉成像装置配合使用，在黑暗环境中当视觉成像装置悟法拍摄到清晰地环境图像时，使用红外热成像装置克有效探测生物所在位置及轮廓，对于勘探及救援军有极大帮助。

系统还包括声音检测装置，所述声音检测装置包括：第五本安电源、声音处理器、拾音器及声音无线传输模块，所述声音处理器被配置为向所述拾音器发送控制指令，控制所述拾音器实时采集周围环境声音信息，并将采集的声音信息通过热成像无线传输模块发送至后台。声音检测装置还包括声呐，用于精确探测矿洞深度、矿所在位置及周围环境信息。

本发明所述技术方案公开的分布式矿用传感器系统，将矿用机器人上控制各个传感器模块工作的控制系统分别设置在每个模块中，并在控制系统中预先设置好程序，将控制权限分布到每个模块上，若某一模块工作或传输出现故障，不会影响到其余模块的工作和传输，提高了工作效率且节省资源。

本领域的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置(设备)、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、装置(设备)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。