基于热成像自动瞄准机器人的开发

李淮南 李毅 王晶晶 王雨露 袁静

摘要：红外热成像仪是通过不接触探测热量，现代红外热像仪的工作原理是使用光电设备来检测和测量辐射，并在辐射与表面温度之间建立相互联系。简单地讲，红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。[1]在显示器上生成热图像和温度值，而且能对温度值进行计算的一种检测设备，这可以通过将其转换为电信号来实现，只要将热成像仪对准所要测量的物体，仪器能实现自动对焦，并立即产生清晰的图像，热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。热成像仪主要指标包括：空间分辨率、测温精度、热灵敏度，红外热成像仪是一门使用光电设备来检测和测量辐射并在辐射与表面温度之间建立相互联系的科学。红外热像仪的构成包5大部分：1）电子组件；2）软件；3）红外镜头；4）显示组件；5）红外探测器组件[2]

关键词：机器人；热成像仪；红外光

中图分类号：TP18 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）07-0185-02

1 热成像瞄准仪的用途

可用于制造能够感知热源的位置能自动瞄准火源的机器人，上下楼如履平地，准确快速识别现场火源，配合一定范围内遥控操作，可以很大程度上满足在火场进行灭火的需求。可运用在大型的石油化工企业，隧道，一些地铁等灾害事故，特别是在有浓烟，有毒有害，易燃易爆场[3]所，替代消防员进入现场实施灭火救援，一定程度上可以减少消防官兵的伤亡情况。实现一键展开、一键回收、一键灭火、一键退回。[4]贡献社会，减少消防员因消防事故的伤亡以及运用到军事领域，以及生活中的消防，比如如果能精确的探测到火源的位置，然后机器人能够准确地将喷头瞄准火源，不仅仅节约了灭火的用水量，更能高效的提高灭火的效率，减少火灾造成的损失和人员的伤亡。[5]如何让机器人携带着灭火器材，进入有火灾的现场，进行高效的灭火，灭火器材用完后能自己出来补充，能够自己灵活的进出火灾现场。

2 自动瞄准机器人的主要概述

热成像仪可以通过调节测温精度、热灵敏度，是可以很轻易地区分太阳光线和火源，自动瞄准机器人主要以单片机为控制核心，加以红外火焰传感，电机驱动。设有拐弯程序，前进程序，停止程序，避障程序，感知火焰的程序，二氧化碳灭火器压强感受程序，定位程序，在机器人用完灭火原料的时候，能找到出来的路。有灭火的机器人，也有热成像的应用，但是没有热成像自动瞄准，他们的机器人基本也都是遥控机器人进行作业。

3 自动瞄准机器人组装

让机器人接收环境讯息，判断决策并做出相对的动作需要高度整合各领域技术。

3.1 机械

多自由度的機器人那个的配件非常多，会遇到结构件的尺寸或者对位不精准的状况。因此我们会使用手工具和简易的工具机进行加工，来修正零组件。安装过程中也常常需要对配件进行微调甚至重新安排配重。

3.2 电机

因为机器人往往需要执行各式各样的动作，所以要为机器人选择正确的制动器。另一个和电机控制相关的重要的部分就是电力系统，我们需要根据机器人所做的工作为机器人选择适合的电力系统。

3.3 电子

当组装好机器人的结构和制动器之后，就会进入处理电子相关问题的阶段，根据机器人的工作选择适合的微控制板、马达控制和感知器。

3.4 仿生

仿生学在机器人中最常被应用在机器人的移动中，但是我们的灭火机器人应用的是履带移动，所以仿生学就应用在机器人的动作中，灭火机器人将仿生学应用于如何判断火势的大小和在大火中发现被困人员并如何解救被困人员。

4 热成像自动瞄准机器人的总结

现在已有热成像用于灭火和瞄准，但是没有关于用热成像自动瞄准的机器人，一个普通的灭火机器人搭载一个基于热成像自动瞄准机器人可以自己进入火灾现场进行灭火，以此减少消防官兵的伤亡，关于热成像自动瞄准机器人，当准星的瞄准位置是高温时，编写程序进行发射，也可调节热成像仪的灵敏度，进行自动射击老鼠等有害动物的机器，以达到保护农作物的作用，也可用于军事领域，将携带子弹的基于热成像自动瞄准机器人，空投入敌方营地，进行高效率的射击，减少士兵的伤亡。

参考文献：

[1] 宫文靖. 基于视频的红外运动目标检测研究与应用[D].电子科技大学，2016.

[2] 谢宏.基于FPGA的智能环境伪装驱动设计[D].电子科技大学，2015.

[3] 陈谦. 饱和水工混凝土损伤及破坏实验研究[D].重庆交通大学，2015.

[4] 王可. 桥梁检测车一键展开及收车操作系统[J].起重运输机械，2013（6）：81-83.

[5] 汪军. 受限空间内高压细水雾灭火机理研究[D].中国科学技术大学，2016.

【通联编辑：唐一东】