机器人模拟火灾下恐慌疏散人群行为之进展

机器人模拟火灾下恐慌疏散人群行为之进展第一页，共35页。报告提纲项目简介项目规划机器人制造调试需要解决的问题阶段工作总结第二页，共35页。1.项目简介第三页，共35页。项目简介目标：在仿真火场的环境中，用群机器人来模拟人群的逃生行为，以及因心理恐慌而产生的冲撞、拥塞、涡旋等群体行为。用以设计合理的疏散规则、高效的疏散通道、实用的人工干预疏散系统。组成：机器人本体仿真火场环境人工干预系统第四页，共35页。2.项目规划第五页，共35页。开发步骤基本功能机器人基本功能（运动、传感）实验室基本功能（监控、充电）导航避障机器人目标导航、自主避障目标规划对于复杂任务可以规划、分步、调度执行疏散仿真机器人在模拟火灾环境中运行建立人工干预疏散系统第六页，共35页。项目规划制造具有基本功能的移动机器人建立实验室智能服务空间设计机器人自主传感避障仿真软件提高机器人和空间的传感能力用仿真软件来设计验证疏散准则在实验室建立火场模拟环境实验机器人在模拟火场中运行的状况建立人工干预疏散系统第七页，共35页。制造有基本功能的移动机器人移动夹持发光视觉听觉感觉通讯第八页，共35页。建立实验室智能服务空间建立密闭恒温恒湿的实验环境利用机器视觉技术为机器人提供全局定位服务。为提高机器视觉的识别能力，对实验室进行光源改造，大面积添加白光LED照明。使用无线网络系统为机器人提供无线通讯连接服务设计机器人自动充电站，使机器人不间断仿真运行。安装计算服务器，为机器人仿真，程序控制，环境服务提供计算基础。第九页，共35页。机器人自主传感蔽障仿真软件为使机器人具有目标导航，自主避障的功能。设计一套仿真软件，通过软件算法来实现移动机器人的目标导航，自主避障功能。第十页，共35页。提高机器人和空间的传感能力设计安装激光，陀螺，重力，超声，磁传感，等定位传感器，在硬件上为实现机器人导航避障提供支持。地图扫描，目标惯导。第十一页，共35页。设计软件仿真疏散算法在机器人导航避障的基础上为机器人提出更高更复杂的要求，比如要求机器人可以具有灾难自主疏散能力。这需要设计验证疏散准则。拟开发一套用于群机器人疏散实验的仿真程序。即节省硬件运行维护成本，又可以方便获取仿真数据。软件便于在团队小组之间传播，各自实验疏散准则。第十二页，共35页。实验室建立火场模拟环境设计安装互动地面系统，用于改变地面颜色，来模拟火灾现场具体状况。安装模拟火场场景的围墙，障碍等第十三页，共35页。实验机器人在模拟火场中状况在实验室实际情况下，验证疏散准则的可行性第十四页，共35页。建立人工干预疏散系统把人工干预疏散系统嵌入仿真平台第十五页，共35页。3.机器人制造调试第十六页，共35页。机械制造机械模块制造履带底盘模块（移动）转动套件模块（转动，定位）机械手模块（夹持，感觉）动力主控模块（发光、电源、主控）第十七页，共35页。机械装配直径：22厘米高度：18厘米体积小动作完备第十八页，共35页。机械装配机械装配现场132个零件，87个加工件，两百左右的螺丝第十九页，共35页。全景视觉反光镜设计制造实现机器人360度1米范围内的图像观测第二十页，共35页。全景视觉反光镜设计制造镜头焦距f：8mmCCD最小半径（实测）1mm反射镜与ccd距离H：130mm视场角：100度反射镜口径：D=32.5mm反射镜厚度h=9.17mm第二十一页，共35页。电路制造机器人控制电路均设计完成。电路调试团队目前正在调试模块电路配电调试第二十二页，共35页。电装雏形电源管理电机驱动总线通讯传感测量光源控制语音功放液晶显示红外遥控电磁保护等第二十三页，共35页。控制程序-软件框架设计了一套统一的软件控制框架体系，用于对机器人各个功能模块的控制，该体系框架具有自动组态，在线调试，兼容控制，模式统一，协议通讯等特点。第二十四页，共35页。4.需要解决的问题第二十五页，共35页。机载超声雷达，红外接近开关在机器人腰带的一周，设计8组甚至16组超声波收发器以及红外发收发器，做到探测周围360度远近物体的传感器，难点在于传感器的尺寸以及相互干扰的消除。此组传感器是自动导航的关键。第二十六页，共35页。惯性导航数据融合制作了陀螺仪，加速度计，磁场传感器的航姿参考系统如何利用卡尔曼滤波器融合三种传感器数据，得到航姿四元数惯导系统如何定位第二十七页，共35页。群机器人的自动避障算法设计目标索引，自主避障的导航算法。尤其在群机器人的情况下，彼此互为障碍，而且还在移动，如何实现其导航算法第二十八页，共35页。什么模型和方法验证哪些理论群机器人如何建模有什么理论可以描述群机器人的运动特性如何利用这些理论更好的操控机器人第二十九页，共35页。多机器人恐慌心理仿真如何在程序中实现恐慌如何把恐慌影响传导到机器人的行为，能否形成拥塞，旋涡等行为涌现疏散准则如何设计，需要机器人有个什么样的“心理”能否把“心理”形成计算程序。第三十页，共35页。人工干预系统如何建立人工干预系统如何与仿真平台相结合需要什么干预规则，何种干预形式机器人能明白？局部信息如何可以形成全局干预规则第三十一页，共35页。5.阶段工作总结第三十二页，共35页。机器人火灾疏散实验阶段总结完成机器人基本功能的硬件设计：包括履带行