地理信息采集专用机器人项目20180426

编号：P020180411600298696581
国防科技创新特区快速响应小组项目
课题申请书
一、基本信息
二、需求概述（承担单位如何理解需求）
1.功能需求：
1.1 机器人可以由勘测人员带至目标区域，放置（投放）到集结点，通过操作机台控制机器人沿管道或者地面路径行进，并在行进途中采集高清图像，图片，坐标，海拔高度，压力，温度，湿度，震动以及有害气体指标，如有必要也可以实现热成象探测，红外探测以及金属探测（扫雷作业），实时回传至操作机台/后台平台。

1.2 机器人可以自动判断行进前方的障碍物，并且可以绕过该障碍物。

1.3 机器人可通过线缆或者自带的电池提供动力和电路板的供电。

1.4 机器人可以实现防水，防震，抗自由坠落10米。

1.5 机器人采用类似动车组的设计，单组可以运行，也可以多组联合运行，每组一项主要采集功能，如果长距离作业，可以加多动车组，以携带更多的动力和其它随车物品。

单组的长度为40厘米长，配置有6只轮子，均为独立悬挂，轮径8厘米，最大可更换为18厘米
1.6 机器人采用耐倾倒设计，最大可倾斜45度，在超过15度时即有自动纠正的意图和行动，并可以根据前方路径状态进行自动调节悬挂的功能1.7 机器人的摄象头部分采用双向陀螺仪实时稳定技术，确保图像是正立的，不受车身的动态倾斜和俯仰的影响
1.8 北斗通讯和坐标定位+GPRS（设计预留，如在地下管道，则不需要）1.9 小无线传输技术
2. 技术指标：
2.1 机器人无线数据传输距离达到1000米（空旷场地）;
2.2 机器人可以在零下40度-零上85度环境下正常工作;
2.3 机器人运行时的总功率小于150W;
2.4 机器人在采用有线控制和数据传输时最远可达到500米，采用单根光纤进行控制和传输作业;
2.5 经过改装的机器人，可以应用于水下搜索和探测，甚至沉入水底进行探测或者图像实时传输，耐受水下2000米的压力;
2.6 机器人整机使用寿命10000小时，易损器件每1000小时保养和维护一次；
2.7 机器人可作为空投物资抛至工作区域自动唤醒，独立完成作业后自我毁灭；
2.8 图像数据达到高清标准，坐标定位精确度0.1米；
2.9 机器人具有寻迹功能，后车组可以跟头车组同一个运动轨迹，整机具自动记忆路线的功能，可以原路返回，群组作业也可以自动集结到目标区域。

3. 节点要求：
3.1 车身选材定型设计在12个月内完成样品功能验证；
3.2 图像摄录及无线和有线通讯系统需要在15个月内完成测试并达成设计要求；
3.3 用于军方的低成本一次性空投型产品需要在24个月内完成样品功能验证；
3.4 用于民用搜救的海面漂浮式机器人或水底深度探测机器人产品需要在36个月内完成样品功能验证。

三、研究内容与课题目标
1. 课题研究目标
高硅铝合金在勘探领域的应用
动车组式管道机器人的设计与验证
低成本长寿命的全地型集群车辆式机器人在地理信息采集作业中的应用空投机器人的设计开发
海面（中）垂直或水平浮（潜）机器人的研发
全天候地信采集机器人替代人工作业的研发
地下移动式地陷地裂征兆探测机器人的研发
一种可以自动遁地（挖掘）的探测机器人
2. 主要研究内容
蛇形机器人在海陆地空边缘领域的应用探索
地理信息后期成象处理系统
新型管道清理疏通专用机器人
战场无人作业机器人
一种潜入水下待命，接收指令后被激活，可以集群向目标舰只靠近并吸附在敌方舰只上的机器人
3. 课题研究基础
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4.技术途径与可行性分析
自主摸索实验和试制的方式，无可参照产品。

暂无可行性分析报告。

5. 拟提交成果
暂无/（三年内制作出民用有线式机器人和无线机器人后作为成果再提交）6. 需求与指标预期实现情况（完成指标对照表）
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四、经费需求概算
民用有线式机器人经费需要150万元，无线式机器人需要经费300万元民用海事搜救的浮/潜式机器人需要经费约600万元
军用的多用途机器人需要经费约2000万元
五、课题管理模式（纳入单位管理）
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六、成果转化预期
本文所述的地理信息采集专用机器人，简易型小试阶段的成本预计在12万元左右，批量生产后的成本有望降至5~6万元，建议零售价格在8至10万元，可以提升企业的美誉度和在行业中的地位，提高接单能力和外业工作效果，降低作业成本，同样的人力配置，可实现产值翻倍甚至翻两番。

较为高档的无线机器人完成功能测试并定型后，可以在国内/国际的机器人展会上亮相，建议销售面价定在20~24万元一组，多组购买时再商议。

全球范围内按一年售卖1000组，产值接近一个亿。

当前各类工业机器人的销售为了促进成交，大多采用分期付款的方式，如购买方不按期付款，机器人可以由后台锁死，不再工作，如果需要继续使用，必须按合约定期付款。

因此年销售额不会很高，但只要把产品做好，耐用/好用，客户群会逐步稳定增加。

三年后取得有线（简易型）和无线（进阶型）两种专业领域的机器人的设计开发及销售成果后，开始尝试进入海事搜救和军事应用领域，投入更多的研发费用，产值可望较快速地拉升至数倍。

七、其他
第十二届“挑战杯”科技发明制作B类有一个项目叫无线摄象智能小车，网上查到的信息摘录如下：
本产品由小车车体和数据采集电路、遥控、视频显示三部分组成。

可实现现场温度，视频，距离，人体感应等数据的回传。

小车和遥控器核心为单片机，由单片机实现对传感器的读取，检测，由无线收发模块收发数据。

遥控器还有液晶屏的数据显示，小车有对电机的驱动。

视频部分由小车上的摄像头，视频发射模块，视频接收模块，电视盒，显示器组成。

近年来地质活动频繁，地震、火山、海啸、泥石流、核泄漏等灾害不断发生，破坏力强，给在灾后救助工作提出新的困难与挑战。

无线摄像智能小车应运而生，在地质灾害救援探测、高危险区域探测、无人拍摄野生动物，森林防水，石油管道查堵查漏等方面发挥巨大作用。

其主要特点是可以搭载多种探测传感器，也有高清晰监控摄像头可以对现场情况进行实时无线传输，对灾难处理、人员救助、道路障碍，管道通畅及毁损等数据进行实时分析传回后台进行显示及处理，并达到信息采集和先期发现重大事故隐患的功能。

科学性、先进性：
其具有最大技术亮点的是采用无线图像与数据传输的结合方式，实现对现场的信息采集，这是一般其他产品所不具备的。

比如日本福岛核电站因地震而发生和泄露。

有了无线摄像智能小车可以远距离遥控小车进入核电站通过摄像头返回的视频数据可以观察实际现场情况。

而红外传感器可以发现被困人员等功能。

作品所处阶段：实验室阶段
技术转让方式：暂无
作品可展示的形式：样品
其主要技术特点是可以搭载多种探测传感器（人体热红外、温度传感器、超声波传感器等），也有高清晰监控摄像头可以对现场情况进行实时无线传输，并达到一定信息采集和部分机械功能。

目前有此功能的设备几乎没有。

部分国家可以以大型的无人侦察飞机来实现部分功能。

然而市场对其需求是巨大的。

在地质灾害救援探测、高危险区域探测、无人拍摄野生动物、地下不法行为取证等方面都有很大的用途。

同类课题研究水平概述：
目前国内有此功能的设备几乎没有。

部分国家以大型的无人侦察飞机，或者体积较大的机器人来实现部分功能。

但其大多数只停留在军用设备上。

真正在民用或者灾害救援上的寥寥无几。

然而市场对其需求是巨大的。

在地质灾害救援探测、高危险区域探测、无人拍摄野生动物、地下偷排污染物等不法行为取证等方面都有很大的用途。

在拍摄野生动物方面一般都是采用模型隐藏DV方式进行拍摄。

记录材料在野外，且灵活性差，效率低。

而本产品可以远距离遥控最远可达800米，无线实时传输回数据图形信号与传感器探测数据，并且可以遥控小车任意移动（包括原地转向等）。

附：目前国内同行业的状态：
必卓商用中央空调管道清洗机器人，淘宝标价：26000 图片：
深圳施罗德管道检测机器人，淘宝标价：26.5万~30万
图片：
singa100
singa200
singa300
南京曼特内思管道内窥检测系统淘宝标价：19.9999万图片：
国内其它：
国外产品：。