本项目为一种基于缓冲发电的轮足结合式森林余火监测及消防机器人。依据创新设计方法、大数据分析法、数学建模法等对机器人的结构设计和路径规划及编队设计提出方案。
在结构方面,通过设置驱动轮集电模块和足部集电模块,轮和足均可在受到挤压时通过所设计的结构带动齿轮齿条活动促使发电机进行发电。通过设置清障模块,机器人可清除硬质障碍物,挖掘土层扑灭地下火。通过消防模块的设置,可实现灭火功能。通过消防模块的设置,可实现灭火功能;通过设置通讯模块和视频回传模块,丰富机器人功能,同时可用于救灾抢险、高风险地区消毒等领域。
在路径规划及编队方面,基于动态规划和组合模拟退火算法优化机器人行动路径。一旦确定目标地点后,相应的领航机器人也确定,形成杨辉三角形编队,依据搜索面积和机器人数量匹配模型确定合适编队。通过视觉和超声测距模块配合,使靠近领航机器人及编队区域位置的机器人“归队”。以多机器人协作方式,同时结合传感器信息的进一步收集进行火灾地点而进行精搜。
由此,实现对森林火灾的监测,形成适用多变、特殊地形的编队协作,并迅速通讯。同时,通过消防装置及时扑灭火灾。