Semi-autonomous serially connected multi-crawler robot for search and rescue

In this paper, we develop a semi-autonomous serially connected multi-crawler robot for search and rescue. In large-scale disasters, such as earthquakes and tornadoes, the application of rescue robots to search for survivors under rubble would be beneficial. Snake-like robots (robots composed of serially connected units) are an effective candidate for such robots. Their long body enables them to overcome obstacles, and they can move into narrow spaces because of their thin shape. However, conventional snake-like robots have significant problems with operability. The numerous degrees of freedom of their bodies require complex operation to overcome obstacles, and training is required for the operators. Thus, survivors or community members cannot operate conventional robots to search for victims, despite the availability of such rescue robots. Here, we address this problem and develop a semi-autonomous serially connected multi-crawler robot designed for non-trained operators, such as community members or rescued survivors. It can be controlled easily by a conventional two-channel user interface with levers for turning and straight line motion. To demonstrate the effectiveness of our proposed mechanism, a prototype robot was developed and experiments were conducted. The results confirm that the proposed robot had both higher operability and higher mobility than conventional robots.     

灾害救援实时最快通行路径算法

灾害救援需要物资人力的快速运输,而突发灾害常会影响到道路的通行状态,研究道路网络动态变化情况下救援车辆的实时最快通行路径算法,具有重要的经济和社会意义.针对灾害发生后道路状况多变突变的情况,提出一种实时最快通行路径求解算法ARFTP(Algorithm of Real-time Fastest Traffic Path),将结点进行分类筛选,依据相应准则进行运算,减少了需要重新计算的结点和路径数量.当车辆行驶在原定救援最快通行路径上时,实时收到路段变化信息,根据ARFTP求解策略可快速求出新的最快通行路径.通过仿真验证了算法的有效性和效率,对提高灾害救援运输效率具有一定的意义.     

垂直冷弹发射装置装药燃烧数值分析

针对燃气活塞弹射装置,采用加质源项法,通过UDF(用户自定义函数)编译,向高压室注入火药燃气的质量、动量、能量,实现了复杂燃烧化学反应的数值模拟,得到了高压室压力和速度分布及变化规律,分析了压力和速度对弹射装置的影响。计算结果表明,装药燃烧数值模拟与理论计算基本吻合,能够较好地仿真弹射装置高压室燃气流场的特性,为弹射装置进一步优化设计和装药设计提供理论参考。     

机器人自然语言导航的层叠式条件随机场模型

提出了一种基于层叠条件随机场进行救灾机器人自然语言导航命令理解的方法。该方法由三层条件随机场(CRFs)构成:第一层用于导航词性标注,选取词、词性以及上下文作为特征模板生成导航词性标签;第二层用于导航过程提取,选择词、导航词性标签以及上下文构建特征模板生成导航过程标签;第三层用于起点终点识别,选取词、导航词性标签、导航过程标签以及上下文构建特征模板判断出地名词为起点还是终点。根据导航词性与导航要素的对应关系便可从命令中提取出导航信息。该方法能够处理完全不受限的自然语言导航命令,总体正确率达到78.6%,无需依赖特定的指令与地图,对完成救灾机器人导航的人机交互任务具有重要意义。     

残疾人呼叫系统研究与设计

呼叫系统的主要功能是残疾人的手持呼叫终端通过GPS从卫星获取坐标数据,将位置信息通过移动网络或短信发送至政府调度部门或其监护人手持设备中.其中监护人端设备将直接读取短信坐标并显示位置,同时提醒其进行救助,政府调度部门接收信号将与数据库比对从而对该残疾人提供针对性的帮助.     

河道中在建工程抗洪抢险的关键技术措施

2012年3月上旬,峡江水利枢纽工程遭遇历史罕见早汛,超过了其二期枯水围堰设计导流8 620 m3/s的流量标准。 为此,上级要求必须确保该围堰在11 000 m3/s流量范围内安全过洪。武警水电部队在该围堰抢险过程中科学运用“洪水管理削控洪峰流量、工程措施提高抗洪能力”的抗洪抢险策略,采用了拓展河床过流断面、削减控制洪峰流量、围堰加高加固三项关键技术措施,使该围堰成功抵御了10 600 m3/s洪峰和持续50 h大于8 620 m3/s的超标流量,为河道中在建的类似工程的抗洪抢险提供了宝贵经验。     

基于直线特征提取匹配搜救机器人的同步定位与地图构建

针对搜救机器人在灾后特征环境下同步定位与地图构建问题,提出了改进动态阈值分裂合并算法,与固定阈值算法相比提高了直线拟合的准确性。推导出匹配条件参数,通过比较始末点距离解决了误匹配,提高了匹配精度。在此基础上,进行全局定位计算。利用最小二乘法进行滤波处理,提高了定位精度。通过仿真与模拟现场实验表明,本文方法能使提取的直线更准确地反映实际地形环境,完成二维栅格地图的实时创建任务。     

提高自我发展能力是农村弱势群体救助的必然选择

尽管政府对农村弱势群体的救济力度不断加大,却没能从根本上改变其弱势状态.贫困只是农村弱势群体的表象,自我发展能力的缺乏才是本质所在.因此,只有通过提升自我发展能力,让农村弱势群体成员积极主动地融入社会发展之中,才是解决农村弱势问题的根本出路.     

青铜峡水库排沙对下游河道冲淤的影响

对青铜峡水库运用方式及排沙历史进行了回顾,计算了不同排沙方式下排沙期内水库下游河道的冲淤变化情况。结果表明:青铜峡水库排沙对下游河道的淤积影响不大,主要是在青铜峡—石嘴山河段造成短暂的淤积。     

矿山救援钻孔定位精度和施工误差

为了指导矿山救援,提出了确定救援钻孔精度应采集的参数,用误差理论分析了影响救援钻孔精度的因素,对救援钻孔施工误差的合理值进行了研究,对传统的钻孔施工误差的确定方法进行了改进和优化,通过实例说明了其应用.研究表明,在人员位置和钻孔放样精度一定的情况下,钻孔施工误差必须控制在合理范围内.