[發(fā)明專利]基于DaNI移動機(jī)器人平臺的智能安全巡邏系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210324201.8
• 申請日: 2012-09-05
• 公開（公告）號: CN102799185A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘樹文;占斐;施夢嘉;潘勝杰
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;H04N5/232
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)器人領(lǐng)域，特別涉及一種智能安全巡邏的機(jī)器人系統(tǒng)。

背景技術(shù)

安全巡邏機(jī)器人的研制迄今較為普遍，眾多的國內(nèi)外研究所與科技公司都推出了各自的實(shí)物平臺。日本的Tmsuk公司和三洋電機(jī)設(shè)計的四足機(jī)器人?“番龍”是用于看家用途的實(shí)用型步行機(jī)器人。該機(jī)器人具有感知是否有人、聲音及溫度并發(fā)出警報，能與主人的手機(jī)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)等功能。為滿足美國陸軍后勤部門的迫切需求，Cybermotion公司研制了SR2室內(nèi)巡邏機(jī)器人的改進(jìn)型MDARS—I。MDARS—l的最低速度為3公里／小時，一次充電可連續(xù)工作8小時，可在360度范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)10米遠(yuǎn)的物體。該機(jī)器人裝有探測入侵者的微波雷達(dá)，熱成像儀，音響傳感器，一臺CCD攝像機(jī)，紅外照明器和旋轉(zhuǎn)及傾斜平臺，還有超聲波傳感囂、導(dǎo)航傳感器等。美國機(jī)器人系統(tǒng)技術(shù)公司正在研制一種MDARS—E室外型機(jī)器人。該機(jī)器人可識別并繞過障礙物，若繞不過去．就停下來，并通知控制站操作人員。它的負(fù)載主要有本體攝像機(jī)，前視紅外攝像機(jī)，多普勒雷達(dá)，4線激光掃描儀，超聲波傳感器，微波及光纜通信網(wǎng)絡(luò)，視頻標(biāo)簽閱讀器。導(dǎo)航傳感器有差分GPS系統(tǒng)、陀螺儀、傾斜儀、4輪編碼器，駕駛定位傳感器等。MDARS—E在值班時可自主進(jìn)行監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)入侵者或異常情況時，視頻鏈路自動啟動，控制站記錄下音響及視頻警報，保安人員可以由遠(yuǎn)處觀察那里的情況，或與入侵者對話。

在我國，華南理工大學(xué)張鐵等研制了保安巡邏機(jī)器人，并在機(jī)器人四周布置了多個超聲波傳感器，用于檢測周圍障礙物的情況。頭部配置有紅外傳感器，用于監(jiān)控是否有外人異常進(jìn)入。但是由于芯片為82C53單片機(jī)，處理速度與內(nèi)存容量的不足使得該設(shè)備的計算性能很弱。江西理工大學(xué)馮新剛等人研制了基于ARM嵌入式技術(shù)的智能巡邏機(jī)器人，上面安裝了超聲波傳感器、電化學(xué)傳感器、感煙傳感器等設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)避障巡邏、檢測有害氣體、檢測火災(zāi)等等功能。但是該設(shè)備并沒有對避障算法進(jìn)行深入的探索，理論基礎(chǔ)有限。

綜上所述，雖然安全巡邏機(jī)器人近年來獲得一定的發(fā)展，但總體而言仍未得到廣泛的應(yīng)用。其中最主要問題是面對多方面、多層次的巡邏安保任務(wù)，現(xiàn)有的安全巡邏機(jī)器人平臺設(shè)計的適應(yīng)性和靈活性不足。例如，基于ARM或單片機(jī)技術(shù)的機(jī)器人平臺架構(gòu)受到軟硬件性能的約束，不能有效地進(jìn)行系統(tǒng)功能的擴(kuò)展與深化。特別是機(jī)器人配置的視覺傳感器的位置與結(jié)構(gòu)固定，因此在監(jiān)測周邊環(huán)境時，必須依賴機(jī)器人自身的運(yùn)動來捕捉與追蹤異常情況，系統(tǒng)性能受到很大局限。此外，如何能夠?qū)⑹謩舆b控與自動控制結(jié)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人系統(tǒng)的有效避障，也是安全巡邏機(jī)器人發(fā)展中亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于DaNI移動機(jī)器人平臺的智能安全巡邏系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種基于DaNI移動機(jī)器人平臺的智能安全巡邏系統(tǒng)，它包括DaNI移動機(jī)器人平臺、無線路由器、升降梯、舵機(jī)、電源、網(wǎng)絡(luò)攝像頭和上位機(jī)等；電源為無線路由器、升降梯、網(wǎng)絡(luò)攝像頭和舵機(jī)供電，舵機(jī)、升降梯和無線路由器均與DaNI移動機(jī)器人平臺電連接，升降梯固定在DaNI移動機(jī)器人平臺上，舵機(jī)固定在升降梯的頂端，網(wǎng)絡(luò)攝像頭安裝在舵機(jī)上，網(wǎng)絡(luò)攝像頭與無線路由器相連，無線路由器安裝在DaNI移動機(jī)器人平臺底部，無線路由器與上位機(jī)無線通信；其中，

無線路由器通過網(wǎng)線與DaNI移動機(jī)器人平臺和網(wǎng)絡(luò)攝像頭連接，通過無線通信與上位機(jī)連接；DaNI移動機(jī)器人平臺、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、上位機(jī)與無線路由器的IP地址設(shè)為同一子網(wǎng)下；這樣，實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)遠(yuǎn)程無線控制DaNI移動機(jī)器人平臺和攝像頭。

升降梯安裝在DaNI移動機(jī)器人平臺的后部，其功能為負(fù)責(zé)將攝像頭上升或下降，實(shí)現(xiàn)拍攝合適的畫面；升降梯包括一步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)控制升降梯的升降，步進(jìn)電機(jī)的電源信號、方向信號以及速度信號由DaNI移動機(jī)器人平臺上的數(shù)字輸出口提供；

舵機(jī)固定在升降梯的頂部，負(fù)責(zé)將攝像頭進(jìn)行抬頭低頭、左右搖頭的方向控制。舵機(jī)的電源信號、PWM信號由DaNI移動機(jī)器人平臺上的數(shù)字輸出口提供。

電源安裝在DaNI移動機(jī)器人平臺的前方，由此給無線路由器和網(wǎng)絡(luò)攝像頭供電。電源的額定電壓為12V，額定容量為2.6Ah。降壓器的性質(zhì)為非隔離降壓穩(wěn)壓輸出，輸入電壓為4.5-35V，帶控制腳；輸出電壓為1.25-30V連續(xù)可調(diào)。

上位機(jī)通過無線路由器與DaNI移動機(jī)器人平臺和網(wǎng)絡(luò)攝像頭進(jìn)行遠(yuǎn)程無線通信，只要各個設(shè)備都在同一子網(wǎng)下即可，上位機(jī)的功能是接收機(jī)器人的信號，發(fā)送機(jī)器人的控制命令，控制機(jī)器人的運(yùn)動。