技术特征：
1.一种未知空间探索系统，其特征在于，所述系统包括：无人机、地面机器人；所述地面机器人上安装有控制设备，所述无人机上安装有激光雷达、相机和惯性传感器；所述控制设备，用于获取并根据所述激光雷达、相机和惯性传感器采集到的信息，对未知空间进行建图定位，确定目标探索路径；所述控制设备，还用于若判断所述目标探索路径满足所述地面机器人的运动学约束，控制所述地面机器人根据所述目标探索路径进行地面区域探索，若判断所述目标探索路径不满足所述地面机器人的运动学约束，控制所述无人机根据所述目标探索路径进行空间区域探索。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制设备，具体用于获取并根据所述激光雷达、相机和惯性传感器采集到的信息确定所述无人机的位姿信息；根据所述激光雷达和相机采集到的信息确定探索方向中的目标物体的位置信息；根据所述无人机的位姿信息和探索方向中的目标物体的位置信息对未知空间进行建图定位，确定目标探索路径。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制设备，具体用于根据相机采集到的信息识别探索区域内是否存在目标物体；若存在，基于激光雷达采集到的信息确定所述目标物体的位置信息。4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制设备，具体用于以所述无人机的位置为中心，在周围构建一个空间区域并在里面随机撒点，滤除所述目标物体占据的点，以所述无人机的位置为起点，连接保留的点构成rrg地图，使用dijkstra算法搜索可行的路径，通过探索增益来评价可行的路径，决策出无碰撞路径进行平滑处理，得到目标探索路径。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制设备，具体用于在地面机器人探索阶段，采用dwa算法来进行动态避障和局部路径运动控制；在无人机探索阶段，通过无人机的动态避障算法躲避障碍物。6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在地面机器人探索阶段，无人机位于所述地面机器人的机器背上，在无人机探索阶段，所述控制设备，用于控制所述地面机器人位置固定，记录所述地面机器人位置固定时所述无人机的初始位姿，当所述无人机探索完毕或所述无人机的电量仅剩余返回电量时，根据所述初始位姿控制所述无人机返回至所述地面机器人的机器背上。7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述控制设备，用于当所述无人机探索完毕或所述无人机的电量仅剩余返回电量时，根据所述激光雷达、相机和惯性传感器采集到的信息确定所述无人机的位姿信息；根据所述激光雷达和相机采集到的信息确定着陆区域的位置信息，在识别到着陆区域后根据所述初始位姿控制所述无人机返回至所述地面机器人的机器背上。8.一种未知空间探索方法，其特征在于，所述方法包括：安装在地面机器人上的控制设备获取安装在无人机上的激光雷达、相机和惯性传感器采集到的信息；根据所述激光雷达、相机和惯性传感器采集到的信息对未知空间进行建图定位，确定目标探索路径；若判断所述目标探索路径满足所述地面机器人的运动学约束，控制所述地面机器人根据所述目标探索路径进行地面区域探索，若判断所述目标探索路径不满足所述地面机器人
的运动学约束，控制所述无人机根据所述目标探索路径进行空间区域探索。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述激光雷达、相机和惯性传感器采集到的信息对未知空间进行建图定位，确定目标探索路径包括：根据所述激光雷达、相机和惯性传感器采集到的信息确定所述无人机的位姿信息；根据所述激光雷达和相机采集到的信息确定探索方向中的目标物体的位置信息；根据所述无人机的位姿信息和探索方向中的目标物体的位置信息对未知空间进行建图定位，确定目标探索路径。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，根据所述激光雷达和相机采集到的信息确定探索方向中的目标物体的位置信息包括：根据相机采集到的信息识别探索区域内是否存在目标物体；若存在，基于激光雷达采集到的信息确定所述目标物体的位置信息。11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，根据所述无人机的位姿信息和探索方向中的目标物体的位置信息对未知空间进行建图定位，确定目标探索路径包括：以所述无人机的位置为中心，在周围构建一个空间区域并在里面随机撒点，滤除所述目标物体占据的点，以所述无人机的位置为起点，连接保留的点构成rrg地图，使用dijkstra算法搜索可行的路径，通过探索增益来评价可行的路径，决策出无碰撞路径进行平滑处理，得到目标探索路径。12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在无人机探索阶段，控制所述地面机器人位置固定，记录所述地面机器人位置固定时所述无人机的初始位姿，当所述无人机探索完毕或所述无人机的电量仅剩余返回电量时，根据所述初始位姿控制所述无人机返回至所述地面机器人的机器背上。13.一种未知空间探索装置，其特征在于，所述装置包括：获取模块，用于获取安装在无人机上的激光雷达、相机和惯性传感器采集到的信息；确定模块，用于根据所述激光雷达、相机和惯性传感器采集到的信息对未知空间进行建图定位，确定目标探索路径；控制模块，用于若判断所述目标探索路径满足所述地面机器人的运动学约束，控制所述地面机器人根据所述目标探索路径进行地面区域探索，若判断所述目标探索路径不满足所述地面机器人的运动学约束，控制所述无人机根据所述目标探索路径进行空间区域探索。14.一种控制设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求8-12任一项所述的方法步骤。15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求8-12任一项所述的方法步骤。
技术总结
本发明公开了一种未知空间探索系统、方法、装置、设备及介质，控制设备用于获取并根据所述激光雷达、相机和惯性传感器采集到的信息，对未知空间进行建图定位，确定目标探索路径；若判断所述目标探索路径满足所述地面机器人的运动学约束，控制所述地面机器人根据所述目标探索路径进行地面区域探索，若判断所述目标探索路径不满足所述地面机器人的运动学约束，控制所述无人机根据所述目标探索路径进行空间区域探索。由地面机器人上安装的控制设备实现控制，减少了无人机的计算能耗，避免了仅使用无人机系统，续航能力较差的问题，结合地面机器人和无人机共同完成未知空间探索，提高了空间探索的准确性。了空间探索的准确性。了空间探索的准确性。
技术研发人员：刘冰 方正 江金寿 薛姬荣 李军 田建辉 张磊涛 杨宁 李俊杰 陈科 方涛 张远 庞成林 李先锋
受保护的技术使用者：中国兵器科学研究院
技术研发日：2021.12.06
技术公布日：2022/4/8