王茂森，伍亚冰，张兰兰

（南京理工大学机械工程学院，江苏南京 210094）

0 引言

生物声纳探测仪模仿蝙蝠飞行时避障和捕食过程，实现对目标的识别和定位。全地形机器人是模仿多足动物运动形式的特种机器人，具有很强的环境适应能力，可以代替人类在自然环境恶劣的地区进行侦察、危险工作，已经广泛应用于军事和民用领域。本文将生物声纳探测系统和全地形机器人相结合，利用机器人上的机械手在三维空间的灵活控制，由安装于机械手末端的生物声纳探测装置获取目标丰富的信息量，如距离、方位、移动方向、速度和3D特征，提高全地形机器人在自然环境下正确定位、导航和识别能力。

针对以上情况，本文给出了生物声纳探测全地形机器人机械手控制系统总体方案，并根据机械手关节控制要求设计了生物声纳探测全地形机器人的机械手关节控制系统，完成了仿真，证明了该系统满足其关节控制要求。

1 全地形机器人生物声纳探测方法

生物声纳装置使用三个超声波传感器模仿蝙蝠的“一嘴两耳”生理结构制作，声纳装置发射超声波脉冲探测目标，利用“两耳”采集回波信号，然后对信号进行去噪处理和重构，同时保留回波信号时域和频域特征，最后经由相应的软件算法分析和提取回波信号特征，实现对目标的识别和定位。

由于一次回波信号只能反映出目标的一个侧面，不能完全展示出完整的形状特征。因此，本文中的生物声纳探测采用了蝙蝠在物体周围环形飞行发射声纳探测信号以识别目标的原理，在目标周围进行一些运动扫描策略来寻找其空间离散分布特征。……