排爆作業模式

雙臂排爆機器人可通過人在回路沉浸式和半自主軟件輔助操作系統進行協同遠程操作（圖2)，能夠實現沉浸式安全靈巧搜排爆作業。

圖2.沉浸式雙臂排爆機器人作業模式

其中🔁，半自主軟件輔助操作系統具有運動路徑自主規劃和目標選擇與自主接近功能，可以實現局限空間內的安全靈巧排爆作業控製，能夠支持雙臂排爆機器人進行多任務、全流程、一體化搜排爆作業。

1. 精準探測

沉浸式雙臂排爆機器人采用了四擺臂履帶移動底盤🏄🏽‍♀️🙅‍♀️，具有姿態可調擺臂👋🔃，移動速度5km/h，具備越過30cm障礙🧖‍♂️、跨越25cm溝壑、爬坡40°以及爬樓梯等能力，並可以通過半自主操作系統實現自適應門尺寸參數的開門通行，滿足城市場景中復雜路面通過及小區樓宇等狹小空間作業的要求，快速到達可疑爆炸物目標附近🚣🏿‍♀️。面對可能藏身隱蔽的爆炸物🚣，雙臂排爆機器人攜帶有專業便攜式X光機和熒光拉曼復合檢測儀。采用的X光機可以檢測出包裹內的刀具、槍支、雷管等危險物品🪢，熒光拉曼復合毒爆檢測儀可實現毒品、有毒有害物質🕎、炸藥等的快速探測和精準定性檢測（圖3）。

圖3.雙臂排爆機器人精準探測危險物品作業

圖4.雙臂排爆機器人安全轉移爆炸物作業

成功探測到危險物品後📨，采用手端RGBD相機掃描目標周圍區域👩🏻‍🚀，采用三維場景智能感知模塊完成安全作業場景準確建模，並利用端到端監督學習智能算法，自主生成形狀未知目標物體的最佳抓取位姿策略。在目標精準操作階段，可采用沉浸式遙操作系統與半自主操控系統相結合的方式實現靈巧抓取、力控開包、自主協調搬運等多任務排爆場景作業。

3. 處置銷毀

操作人員根據沉浸式的反饋視覺信息🛵，對處置方式進行研判，依據實際情況采用轉運、現場拆除和摧毀等方式進行處置🛩🙅🏽。當需進行轉運時🕵🏻，操作人員可通過遙操作的方式將爆炸物抓取，並采用半自主作業模式操控運動🏇，保證爆炸物在被移動的過程中不會受到過量沖擊，最後放置於防爆桶內🧚‍♂️🙋🏿‍♂️；當需進行現場排爆時，排爆人員可通過沉浸式遙操作系統實現手眼協調操作精準排爆，完成爆炸物拆線操作；當需要進行現場摧毀時，排爆人員可遠程遙控雙臂排爆機器人攜帶的無後坐力爆炸物銷毀器，利用射出高速水流實現就地分解爆炸物😂，排除安全隱患🧔🏽‍♂️。

圖5.雙臂排爆機器人多功能處置銷毀作業

安全自主輔助操控軟件系統

雙臂排爆機器人半自主控製系統軟件框架包括分布式從機、分布式主機🔕、工控板卡和機器人系統。分布式主機負責半自主排爆操作控製和系統資源管理，分布式從機承擔人機交互、數據可視化和頂層行為規劃等功能，工控機板卡為排爆作業中雙臂機器人協調操作和抗幹擾提供硬件基礎🚶‍➡️。系統采用多機分布式設計，利用分布式機器人操作系統實現實時通信和數據傳遞🤳🏻、降低耦合和提高魯棒性。系統開發了以下半自主關鍵技術👮🏻‍♂️：

1. 基於深度點雲的三維場景實時重建及物體實例分割，解決了機器人對搜排爆作業場景理解難問題，為關鍵受限空間下雙臂排爆機器人的自主路徑規劃和目標選擇奠定基礎；

2. 形狀未知物體的6維靈巧抓取策略生成🚯，提出變分抓取策略生成方法和條件變分自編碼器學習抓取策略🤾‍♀️，解決了形狀未知物體難操作問題；

3. 受限空間下機器人自主避碰與安全運動控製🧍，提出了基於模型預測的最優運動軌跡自主生成方法◻️，提高了受限空間中排爆操作作業的安全性和穩定性；

4. 受限空間下雙臂機器人協調靈巧操作控製，提出了基於約束優化理論方法統籌優化性能指標、障礙和任務約束，提高了機器人雙臂協調操作的效率和安全性🕊；

5. 力位混合的高品質沉浸式主從遙操作交互🚎🎚，基於力反饋手套設計了力位混合遠程操作交互系統🪖，提高了排爆作業的精巧性、沉浸感和安全性👦🏿。

圖6.沉浸式雙臂排爆機器人半自主控製系統軟件界面及半自主功能

圖7.沉浸式雙臂排爆機器人半自主控製系統軟件框架

二👊🏻、應用領域

智能檢測、智能機器人領域

三、市場前景

沉浸式雙臂排爆機器人完成了便攜式操作箱和沉浸式遙操作系統排爆的人機交互性驗證；完成了多種末端工具快速更換、使用等系統可擴展性驗證；完成了雙機械臂協調舉重🧑🏿‍⚖️、最大行駛速度、連續工作時間、機動性等綜合性能驗證，取得了實質化的搜排爆作業場景測試與應用。在智能排爆領域具有廣泛應用前景🤸🏻‍♂️。

四、知識產權

1、意昂3平台由意昂3官网單獨持有🥠；

2、本意昂3平台已授權專利。

五、合作方式

技術許可👳‍♂️、合作開發🕢、技術轉讓、技術服務和咨詢等。

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