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上海世博中的传感器

   日期:2012-04-20    

  传感技术在本届世博会的环境保护、交通运输、科技展览等多个方面都有着广泛的应用。各种先进传感器在世博会中的应用,不仅让我们认识到了高新科技给人类生活带来的智能与便捷。同时,随着信息技术的发展,传感器技术也面临着更高的需求、更大的机遇与挑战。传感器技术在信息技术中的重要地位和作用将更加突显。今天,我们能够“感知世博”,明天,我们也一定会实现“传感世界、感知中国”。传感器及其技术的大发展时刻正在向我们快速跑来。

  传感器技术支撑机器人安保队伍

  随着机电一体化技术的不断成熟,机器人已在一些重要场馆和活动中充当安保的角色。在2010年上海世博会中,机器人在安全保卫工作中发挥着重要作用。

  水下机器人

  上海世博会设有不少水域景观,世博园附近也有不少河流湖泊。为防止违法犯罪分子或恐怖分子从水下入侵,世博会在水域安置了若干台水下机器人。配台水下“蛙人”警察,可进行有效的水下排查工作,在保障世博会运行期间水域的安全方面发挥了重要作用。

  水下机器人由于工作的环境和所承担的任务不同,而具有不同的先进电子和水声设备,并在机器人的控制、导航定位以及作业系统中安装有大量的功能类似的传感器。如位置传感器、分力式力觉传感器(应变片)、充油压力平衡式导电橡胶触觉传感器、触觉传感器和距离传感器等。

  用于上海世博会的水下机器监视系统包括水下机器人、绞盘和电缆、水面控制器、电源箱、近场探测声呐、超短基线定位系统、摄像机、多功能机械手等部分,能对水下悬浮、沉底或附着在其他物体上的可疑物进行监测,堪称水下安保高手。如果发现某种可疑物是毒药炸弹等危害公共安全的物品,多功能机械手就出动,把这些可疑物进行安全的排除。

  安全巡逻机器人

  用于世博会的安全巡逻机器人是由一款家居监控机器人改造而成的。它带有两个小轮子,靠电力推动,可以在世博场馆中漫游巡逻。它不但能像世博志愿者那样为参观者取物、倒水,而且能像工作人员那样开关门窗、遥控电器,还能监测火灾、烟雾、人群异常情况等。

  该机器人采用分布式控制结构,包括驱动系统、警卫系统、避障系统、充电系统、远程监控系统与软件系统等,还采用了无线网络设计,可以进行远程操纵。白天机器人利用语音系统及触控屏幕担任巡逻服务员,晚上又可转任安保人员。它除了可以完成障碍避碰、自主导航等任务外,还提供了火灾探测系统,采用信息融合的方法及时准确地探测火灾,烟雾等。它还带有微型电脑、摄影机和无线发射器,可把观察到的画面实时传输到安保控制中心,以便安保人员及时做出合理反应。

  反恐排爆机器人

  目前,排爆机人已经广泛出现在各类出现爆炸物的现场,有效地处置了不少爆炸物,保障了排爆警察和人民群众的生命财产安全。服役于上海世博会的反恐排爆机器人是一款中型特种排爆机器人,负责用于处置各种突发涉爆,涉险事件。该机器人体积小,重量轻,相对于大型排爆机器人有更强的适应性,它可在复杂的世博场馆中自由穿梭。这款机器人已出现在国内多个特警机关和特种部队中,也保障过北京奥运会的安全。

  上海世博会上的反恐排爆机器人是先进的遥控机器人,可通过警察遥控抓取爆炸物,处置疑似爆炸物品。排爆机器人不仅可以排除炸弹,利用在它身上安装的侦察传感器还可监视犯罪分子的活动。

  由于排爆机器人的作业环境与作业对象是变化的甚至是完全未知的——即通常所说的非结构化环境,能否对其所处环境进行切合实际的感知、识别和建模也是排爆机器人研制中必须解放的技术关键,采用先进的多传感器信息融合技术解决了这一难题。排爆机器人通常集成了视觉传感器(CCD摄像机)、力觉传感器、超声波测距传感器、红外线测距传感器和激光测距传感器等。每种传感器的灵敏度、可靠性和适用的特定场合各不相同。

  多传感器信息融合技术,是利用计算机技术对按时序获得的若干传感器的观测信息,以及数据库和知识库的信息,在一定准则下加以自动汇集、相关、分析、综合为一种先进信息处理技术,它可完成所需要的估计和决策任务所进行的信息处理过程。

 
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