Робот за откриване на мини и свързаните с него технологии за хуманитарно разминиране

Хуманитарно разминиране: Иновативни решения и предизвикателствата на технологиите Фигура 1 Механично оборудване за разминиране Фигура 2 Tempest за нож за храсти Фигура 3 Четирикрак робот за откриване на мини Фигура 4 Робот за откриване на мини комета Общото тегло е около 1000 кг, размерът е 4 метра дълъг 2

5 m широк и 0 8 m висок COMET-Ill има 40-литров резервоар за бензин за непрекъсната работа в продължение на 4 часа и 700cc бензинов двигател за генериране на постоянен ток и за задвижване на хидравличния двигател. И така, движещата сила се основава на хидравличен съд 14 MPa високо налягане и следователно COMet-III се опитва да направи онлайн картографиране и планиране на траекторията, така че роботът за напълно автоматично откриване. Този вид робот е третият тип разминиране, базиран на усъвършенствана роботика, и е приближаването на бъдещето и R&D за контрол на достъпа за проект за хуманитарно противоминно действие с нашите усилия да издирим малко превозно средство за откриване и разчистване на мини Това малко превозно средство (MHv), по-специално weoffreedom робот, който се нарича SCARAtoburied anti-personnel, разделиха проекта между задачите за сътрудничество с Fuji Heavy Industries и групата на Sato от университета Tohoku и групата на Arai от университета на Electro-Communications предложи малка телеоперативна система, базирана на превозни средства. Задачата за откриване на противопехотни мини се поема от университета Grouat Tohoku на Сато, който разработва радар за проникване в земята в стил масив (SAR

e Робот за откриване и свързани технологии за хуманитарно разминиране Фиг. 13 Откриване Фиг. 14 3-D картографиране 45 Планиране на траекторията с 3-D ViData Планирането на траекторията се произвежда от офлайн А именно, първо, 3-измерното за зоната на откриване като 1m x Im ще бъде произведен чрез обработка на данни, базирана на стереовизия, и след това планирането на траекторията ще бъде извършено автоматично. Целта обаче необработената информация за дълбочината от камерата за стереовизия съдържа голям обем данни, а също и шум. Този голям обем данни е неудобен за планиране на траекторията

Следователно, информация за работната дълбочина f(r, nn) ​​е генерирана от оригиналната камера за дълбочинно виждане след вземане на проби от нея на интервал на мрежата dg. Следователно информацията за работната дълбочина f(ml, z) може да бъде записана като1] и n2 са предполагаеми цели числа. Тази информация за работната дълбочина f(nL, n2) на мрежата алгоритъмът за планиране на траекторията траекторията на точката Pa на откриването на CMDe успоредна на thev и vo променя скоростите на земната повърхност на точката Въпреки това, по време на експеримента скоростите По време на планирането на траекторията, първо позицията и главата на позицията се определят за всяка точка от мрежата на fnm, n2); след това тези дискретни прави линии, за да генерират непрекъсната траектория. Следват удовлетворени по време на планирането на траекторията1 Главата на сензора се поддържа приблизително успоредна на повърхността на земята

Иновативни решения за хуманитарно разминиране и предизвикателствата на технологиите3n сканиране, сканиране Фигура 15 Trajector451 Решение за ъглите на наклона Ъглите на наклон на целта a и a на сензорната глава, които отговарят на първия обектiirlier, могат да бъдат получени от информацията за дълбочината като наклоните на GrourThe X, аксиалният наклон в точката на решетката (nl, 12) на повърхността на земята се определя от най-малкото 6e се определя по подобен начин, където ks се определя като коефициент на наклон на определяне Въпреки това, ъглите на наклон се определят в един от другите подвижни диапазони на механизма

Друг е границите, обвързани между всяка точка на мрежата, които отчитат скоростта на преминаване, Dr и ty, на границите на точките на движенията на отношението er и a са показани по-долу, където amAx показва 452 Решение за дължина на връзка 3Дължина I3 на връзка 3, който изпълнява втората цел, посочена по-рано, се решава с отношението Pa точка на сферичния шарнир Po е Ps=l,de, n, d, Pe -d, -Is Където фиксираната височина на точката Pa се приема за p, освен това разстоянието между точката p и точката pa в

e Роботът за откриване и свързаните с него технологии за хуманитарно разминиране трябва да бъдат dg, където позицията S в централната точка S на дъното е както следва с вектори на позиция Xs и Y, във всяка точка на мрежата, където Is се определя като разстоянието между точката Pa и точката s По това време цялата долна част на главата е kece Iugr към повърхността, следователно максималната дължина I3 се определя като попълнена по-горе. Въпреки това15 подвижният обхват на механиката453 Повторно решение за дължина на връзка 3 тази траектория е насочена към минно поле, дължината ls на връзка 3 се решава отново, така че главата на сензора да не докосва повърхността на земята въпреки забавянето, причинено при всяка реакция на LinksOn точката на мрежата im на траекторията, през която преминава XY-етапът, позицията на главата да бъде a(, a (i ) и се приема, че дължината на Link 3 е b(в настоящото изследване Cmd извършва следните три операции на tume1

Промени в отношението на главата на сензора3 XI и Yo аксиални движения от XY-етап Тук дължината ls(на връзка 3 се определя отново, така че CMD безопасно да поеме забавянето във времето, причинено от тези три операции. Тук тези три операции се считат за2 mppleted от времето на пристигане dy/'us, dy/uy до следващата решетка, дължината на точката l(o) се определя отново, така че всички точки на долната част на главата на сензора закъснение на the Въпреки това, l3() се определя в ограничителния подвижен диапазон на механизма и границите на разширенията ldr и ly, които отчитат скоростта на преминаване, Dx и Dy, на границите на thelax и lay са показани по-долу, където UMAX се приема за максимална експанзиоскорост на връзката.

248 Иновативни решения за хуманитарно разминиране и предизвикателствата на технологиите Земя Фигура 16 Решение 200200 Фигура 17, Trajecto46 Експерименти на Фиг.

18 3-D информация за обхвата на детектора, придобит от експеримента и целевата траектория, се генерира с помощта на методите, посочени по-рано Тук всеки управляващ вход към моторните драйвери на CMD се генерира с PID контролер на системата за управление с обратна връзка, така че всяко разширяване на до целева траектория Когато честотата на вземане на проби се приема като 50 Hz Освен това, всяко усилване на PID регулатора е показано в таблица 3, а всеки параметър в планирането на алекторията е показан в таблица 4

e Робот за откриване и свързани технологии за хуманитарно разминиранеg 18 Област на откриване за експеримент Таблица 4 Параметри на траекторията gТаблица 3, Усилване на pid контрол loФигура 19 показва генерираната цел и долната част на главата на резултата в експеримента Фигура 20 показва промяната във времето на минималната вертикала празнина между дъното на tlr главата и земната повърхност

Фигура 20 показва не реални данни, а окончателните данни след влизане в компютъра В допълнение, тези пикове на пикове са дискретни данни като Фигура 16 Освен това, целевата траектория и реакцията на всяко разширение на връзка 1, връзка 2 и връзка 3 от експериментът започва за четири секунди aremm]-200-20Фигура 19 Траектория на сензорната глава

Хуманитарно разминиране: иновативни решения и предизвикателствата на технологиитеM20Фигура 20 Разлика между сензора hhead и земната повърхност(a)Li(b) LinkLink 3Фигура 21

Реакцията на траекторията на връзките е постигната работа по откриване и thge rha безопасността без контакт със земната повърхност Допустимата безопасност е дефинирана в тези експерименти Mr всяка връзка има отлична траектория след представяне с малко превишаване и съответно забавяне, както е показано в 47 Методи за оценка на позицията на заровените противопехотни мини. Оценяването на позицията на заровените противопехотни мини с данните от сензорите за откриване на противопехотни мини е важно в работата по откриване. b. Роботи за откриване. Металният детектор, използван в изследванията, има свойството, че честотата на изхода се променя преди и след метала

Робот за откриване и свързани технологии за хуманитарно разминиране по оста Xh и положителна стойност, когато мина съществува от лявата страна от центъра на главата на сензора. Позицията на заровената мина се оценява с обработените данни на металдетектора Това раздел показва метода за оценка на заровената позиция на зоната за откриване само с една заровена противопехотна мина на всеки X, аксиално сканиране, силата на металната реакция: m; и кандидат позицията на заровената противопехотна мина: [ ri yi] се определят с изхода на металдетектора. В края на краищата (Забраняването приключи, прогнозната позиция на заровената противопехотна мина се определя с всяка дължина на металната реакция и всяка кандидат позиция на заровената противопехотна мина като feWhere в i сканиране, кандидат позицията на bilandminehe средната точка на позициите, в които металните реакции преминават прага vav]orValv по протежение на Xb аксиално със запазване на изхода inc В допълнение, якостта на mi се приема като разлика между максималната и минимални стойности, посочени че va02 V и N=I,/yd+ 1 в това изследване Позицията на кандидата Фигура 22 Дефиниции на позицията на кандидата (im scanning4

8 Експериментална зона за откриване (x ly) на пясъците, показана на Фигура 18, и експериментите за откриване на противопехотни мини от CMD са проведени. Позицията на буриландската мина се оценява с получените данни от металдетектора и ефективен контрол на отношението на главата на сензора към Ефективността на откриване на противопехотни мини се проверява. Тук се приема, че методът на контрол е същият като експериментите за проследяване на траекторията в раздел 464 Условия за изпитване. Три вида траектори, дефинирани в този експеримент, за да се провери ефективността на контрола на пролуката и отношението към производителността на откриване на противопехотни мини и те се сравняват, където случай

e Робот за откриване и свързани технологии за хуманитарно разминиранеGPR) Ще бъде монтиран на манипулацията за разчистване на мини2 Най-модерното дистанционно откриване на мини от превозно средство Монтирана минаКонвенционални системи за откриване на мини постигат откос за откриване обикновено 2-4 м. Някои системи използват повече от една технология Тези системи, макар и много полезни, сложни и негъвкави, от другата страна се държат настрани, докато се движат напред към земята Операта следва профила на земята с детектора близо до земята, без да се удря в земята, или варира в ширината на обхват, за да отговаря на конкретна ситуация, и обикновено не е ограничено от терена

Въпреки това, ръчният метод е трудоемък и стресиращ за операцията, които в резултат на това могат да изпълняват тази задача само за кратки периоди от време. Освен това задачата е монотонна и на моменти Канадски център за технологии за противоминно действие (CCMAT)оботична устройство, способно автономно да движи мина за откриване на естествени земни повърхности, включително пътища, и да следи за безопасността на хората

Нел, извършващ откриване на мини Освен това, това ще осигури по-гъвкави и по-евтини повърхности, като пътища и полета, отколкото системите, които използват статичен масив от системи, монтирани на превозни средства Въпреки че няколко монтирани на превозни средства системи са защитени срещу конвенционални противотанкови мини, те все още може да изискват неутрализиране на автомобилния тон противопехотни и накланящи се мини. За системата, предложена от CCMaT, необходимостта от защита ще бъде значително намалена, главно защото превозното средство без сензор контактува със земята (GPR) и инфрачервени и ултравиолетови лъчи. мини и доказано много сложна система за откриване (SAMS) SAM намалява заплахата за сапинерите чрез откриване, маркиране и позволяване на металооткриваща система SAMSmark и картографиране на затрупани мини с помощта на металодетекторна решетка и диференциално GPS оборудване за местоположение под полуавтономно дистанционно управление

Хуманитарно разминиране : Иновативни решения и предизвикателствата на технологията Фигура 5 Роботизиран скенер, монтиран на телеопериран Фигура 6 Детектор за мини на превозно средство (VMMD)[6]друга система за откриване, монтирана на превозно средство (VMDS) Концепцията на VMDS, базирана на търговско шаси с мини волан, модифицирано за включване на възможност за дистанционно управление

Пакетът от сензори VMDS се състои от 2m широк Sciebel металодетекторен масив за термичен неутронен анализ (TNA) и инфрачервен сензор. Масивът на измервателния уред открива определени обекти по пътя на превозното средство, докато TNa показва тези цели, които съдържат експлозиви. При тестване, Откриването на измервателния уред се представи изключително добре TNA откри повечето противотанкови мини, но имаше затруднения при идентифицирането на противопехотни мини и се оказа много сложно за3 Концепция и внедряване на Mine Hunter Vehicle (MHV)ng при изстрелване и разчистване Това малко превозно средство е по-именувано Vehicle (MHv) е оборудвано с мина сензори за откриване. Общите съображения за проектиране бяха както следва; n е лесно () Теглото на основната част от превозните средства е 1100 kg-1500 kg (4) Има устойчива на околната среда природа, способна да извършва определена операция в климата на (5) Превозното средство може да се изкачва нагоре и надолу по склонове в планински райони (6) Превозното средство има издръжливост срещу взривове от противопехотна m () Трябва да се разработи надеждно устройство за управление, възможност за изкачване по наклон и завъртане () Тест за издръжливост и надеждност на двигател sy(4) Разработване на оста, която е оборудвана с тест за издръжливост и надеждност на бронирано оборудване на противопехотно ниво

e Робот за откриване и свързани технологии за хуманитарно разминиране (6) Тест за издръжливост и надеждност на естеството на защита срещу прах, което предотвратява натрупването на дребен пясък и др. система HST (хидравлична статична трансмисия) Fourmendenrsached отпред вдясно, отпред вляво, отзад вдясно и отзад вляво Двигателят е избран да бъде приложим на височина от 2000 м в Афганистан Лявата странична машина (отпред, отзад) и дясна страна") имат отделна хидравлична помпа и хидравличното друго

Освен това, верижните машини MHV могат да се въртят на #25 градуса централни повърхности, намалени, преодоляват неравна земя и се изкачват и спускат по наклонена земя Смяната между гумите и гумите може да се свали лесно чрез премахване на осем болта, като смяна на гума на обикновена кола, стоманена плоча с висока якост от 4, 5 мм беше прикрепен отпред с болтовете, ротационната част на осите са втулкови лагери, здрави срещу удари и не се изискват, за да се предотврати нахлуването на пясък и прах в лагерите, маслено уплътнение, прикрепено от двете страни, дори ако осите са потопено във вода, няма да има изтичане, устройството се състои от модули, които включват контролер за хидравлично налягане, пропорционален електромагнитен вентилен драйвер, дистанционно управление, оборудване за предаване на изображение, оборудване за контрол на манипулатора и оборудване за контрол на минеаюр, нарушаване на природата за поддръжка, което е възможно от осигуряване на модул, Каросерията стана по-тежка в резултат на укрепване, теризолация, защита срещу прах и бронеустойчивост В резултат на това ограничението на целевото тегло беше зададено на 1600 кг. Мощността на двигателя е 39 к.с., а хидравличното налягане 180 кг. Точността на проектиране AHV е както следва: 2) Редукционните зъбни колела са направени в плуноцентната система за раница вместо хармонична3) Самото рамо на сензора има ниво на водоустойчивост IP30n, цялото тяло с якето и водопровода, за да поддържа винаги посоката на синхронизация на откриване на мина с (5) SCARA рамото има четири степени на свобода, степените на свобода са хоризонтални, едната е перпендикулярът, а едната е отклонението на уплътнението. Също така те се задвижват от AcМаксималният полезен товар е 40 кг Дължината на всяко рамо

Хуманитарно разминиране: Иновативни решения и предизвикателствата на технологията10 m/min и точността на позициониране при повторение е tlmm в хоризонтална посока#lmm в перпендикулярния размер на полезен товар е 400 mm x 400 mm x 400 mm, а рамото на SCARA пълно(8)GPR и детектор за метал са инсталирани на върха на рамото SCARA, с контрол на празнината, използван за металдетектора и използван за gPcontrol за термичен контрол, и сензорът за откриване на мини, Фигури 7 и 8 показват полевия тест в Sakaidty, префектура Kagawa през март, 2006 Също така представянето на MHVMarch 2007

Манипулатор Croatia3到След това подробно се обяснява графикът за инсталиране на контролиран металдетектор на mhv. Описано е развитието в системата за освобождаване, като се фокусира върху робота. По-специално се постига разумно представяне на робот с 6 степени на свобода с многофункционален инструмент чрез нелинейно управление, базирано на „ВИЖТЕ ТАБЛИЦА схемата или схемата на теорията на управлението, а също и ръчно контролираният металотърсач на главен-подчинен4, монтиран на откриване на мини Robo се счита за надежден за откриване на мини за перфектен металдетекторите са силно зависими от разстоянието между главите на сензора и заровените противопехотни мини. Следователно, мината на металотърсачите могат да бъдат значително подобрени, ако пролуката и функцията му се изпълняват там, където главата следва точно повърхността на земята, поддържайки почти равномерна пропаст между повърхността на земята и главите на сензора чрез контролиране на пролуката и положението на главите, Малко роботи за откриване на мини, които имат задълбочаване на земната повърхност и могат да контролират

Роботът за откриване и свързаните с него технологии за хуманитарно разминиране. Въпреки това, доколкото е известно на авторите, изследователската работа е била насочена количествено към ефективността на повторното откриване и контролирането на разстоянието и отношението на главата на сензора към земята, може да има значително количество растителност. Изображение- обработка на CCD работата на CMD в растително минно поле може да бъде избегнато съприкосновението със земята Cmd след това проследява генерирания контролер за проследяване на траекторията, така че ефективността и въздействието, свързано с управлението на пролуката и положението върху минната производителност на CMD, са демонстрирани чрез експериментален участък 43 Описанието на камерата за стереовизия е представено в раздел 44. Описанието на планирането на траекторията е представено в раздел 45. Резултатите от експериментите за проследяване на траекторията са представени в раздел 46. Резултатите от 48. С оглед на горното изследователската група на авторите е разработила контролиран метал Детектор (CMD) с 3-DOF за всяко произволно позициониране на сензорната глава Системата CMD може да генерира 3-D високоскоростно картографиране на земната повърхност и може да генерира траектории на G-D стереоделия, използвани за 3-D картографиране и роботика (Clark , F et al

2007), (Rochaa, R et al 2005), (Xiao, D, et al 2004) пълна сензорна способност в сравнение с други сензори за обхват42 Контролиран обект на tweactor и 3-dof механизъм за механична пулация drctric двигатели, разположени на основното тяло на CMD, два PC3-D стереоформират двуизмерното движение, три моторизирани връзки (Връзка 1, Връзка 2 и Връзка 3) Връзката на въртеливото движение в транслационно движение Връзката във вертикална посока на дължините на Връзка 1 Връзка 2 и Връзка 3 Дясната ръка координатна система yOt11съответно) се измерват холките, инсталирани във всяка връзка методът на изчисление, описан в следващия раздел

Хуманитарно разминиране: иновативни решения и предизвикателствата на технологиите. CMD е монтиран на хоризонталното позициониращо рамо на XY-стъпалото в точката Pхоризонталното позициониращо рамо на xY-стъпалото, възможно е да се направи главната историйка с 3-D стерео метални части в рамките на 600 mm от сензорната глава; това практически елиминира всякакъв шанс за смущения в металдетектора.

Архитектура на CMD система Фигура 11 Конфигурация на CMD

e Роботът за откриване и свързаните с него технологии за хуманитарно разминиране е канавка на сферичния шарнир Pa Геометричната връзка между дължината и 1 10 Pitch, RollTable 1 Спецификации на CMDpitch ъгъл O, ъгъл на въртене ar глава, показани на Фигура 12 В системата CMD, за да се гарантира, че сензорната глава следва земната повърхност без сблъсък, тета

Тогава промените в дължините I1, z се изчисляват от inas показаните по-долу()и(2)(1214+2/sL sin(6 -arctanОсвен това, директната кинематика е както следва6l,“+2,l4-2le arctanWhere s и дължините на връзките и L12 Освен това векторите x yhead се дефинират като Xe с ъгли на отношение 6 a4 Картографиране на земята с 3-D Std Bumblebee (Point Grey Research Inc) е D базирано на стереовизия земно картографиране Тази стереовизия cama паралелни спецификации на оптичната ос на лявата ос x и ataken хоризонталната ос и вертикалната лявата дефинирана като динатна система Od

244Хуманитарно разминиране: Иновативни решения и предизвикателствата на технологията(a) Стъпка на CMD) Алгоритъмът Roll of CMDn търси точки на съпричастност между лявото и дясното изображение, получено със стереовизионната камера чрез съвпадение на шаблона в дясното и лявото изображение, както следваfBКъдето позицията на точките на съответствие p и pon дясното и лявото изображение се дефинират като (a, yr), (rn, y,) В резултат на това се получава информация за географските характеристики в координатната система на камерата. Следователно информацията за дълбочината f (r, y) на земята повърхност в основната координатна система се генерира с координатора

Тук снимка на зоната на откриване е показана на Фигура 13, а 3-D картата на географските характеристики е показана на Фигура 14. Размер на устройството [mm] 160 (W) × 40 (H) × 50) Тегло [glBaseline [mm] ]Фокусно разстояние [mmПиксели320(H)×240(V)ъгъл [deg]Таблица 2 Спецификации на стерео