基于Jetson Nano的陆空两栖森林火灾侦察机器人设计

殷佳炜，赵晨曦，张 帆，王 硕，曹海平，傅怀梁

（南通大学 张謇学院，江苏 南通 226000）

中国是全球森林资源增长最多的国家，森林防火是极为重要的课题。我国的森林地域广阔、地形复杂，人工巡逻方式远不能满足护林要求，因此，森林侦察逐渐向自动化迈进[1]。传统履带式或轮式侦察机器人移动速度慢、功率消耗高，不能快速到达事故现场进行调查，加之林间复杂环境又使消防无人机移动受限增多，因此，陆空两栖森林火灾侦察机器人应运而生。本文基于Jetson Nano开发板，设计一款用于森林火灾侦察的陆空两栖机器人，以实现自主定位、避障、侦察等功能，并通过实验验证其设计的合理性。

1 系统总体构建

1.1 系统设计方案

如图1所示，陆空两栖机器人[2]主要由主控模块、外部感知模块、内部感知模块、飞行控制模块和地面控制模块等组成[2]。

图1 陆空两栖机器人总体结构方案

1.2 系统硬件结构设计

1.2.1 机械结构设计

考虑森林环境的复杂性，以及陆空两栖机器人的安全性、灵活性等要求，飞行部分采用旋翼结构，地面部分采用轮式结构。旋翼结构具有灵活度高、起飞降落自由的优势，更适用于复杂环境下机器人的运动。轮式结构由于采用了橡胶轮胎及相关的悬挂装置，具有良好的缓冲、减震性能，且比履带式结构行驶速度更高、机动性更好。陆空两栖机器人机械结构的三维视图如图2所示。

图2 陆空两栖机器人三维视图

1.2.2 主控模块

在复杂的森林环境中，由于视野受限，操作手并不能很好地进行操作。……