[實用新型]一種基于DaNI移動機器人平臺的智能安全巡邏系統

有效

• 申請號: 201220448364.2
• 申請日: 2012-09-05
• 公開（公告）號: CN202771260U
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 潘樹文;占斐;施夢嘉;潘勝杰
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;H04N5/232
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術領域

本實用新型屬于機器人領域，特別涉及一種智能安全巡邏的機器人系統。

背景技術

安全巡邏機器人的研制迄今較為普遍，眾多的國內外研究所與科技公司都推出了各自的實物平臺。日本的Tmsuk公司和三洋電機設計的四足機器人?“番龍”是用于看家用途的實用型步行機器人。該機器人具有感知是否有人、聲音及溫度并發出警報，能與主人的手機進行聯絡等功能。為滿足美國陸軍后勤部門的迫切需求，Cybermotion公司研制了SR2室內巡邏機器人的改進型MDARS—I。MDARS—l的最低速度為3公里／小時，一次充電可連續工作8小時，可在360度范圍內發現10米遠的物體。該機器人裝有探測入侵者的微波雷達，熱成像儀，音響傳感器，一臺CCD攝像機，紅外照明器和旋轉及傾斜平臺，還有超聲波傳感囂、導航傳感器等。美國機器人系統技術公司正在研制一種MDARS—E室外型機器人。該機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。它的負載主要有本體攝像機，前視紅外攝像機，多普勒雷達，4線激光掃描儀，超聲波傳感器，微波及光纜通信網絡，視頻標簽閱讀器。導航傳感器有差分GPS系統、陀螺儀、傾斜儀、4輪編碼器，駕駛定位傳感器等。MDARS—E在值班時可自主進行監視，發現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，保安人員可以由遠處觀察那里的情況，或與入侵者對話。

在我國，華南理工大學張鐵等研制了保安巡邏機器人，并在機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，用于監控是否有外人異常進入。但是由于芯片為82C53單片機，處理速度與內存容量的不足使得該設備的計算性能很弱。江西理工大學馮新剛等人研制了基于ARM嵌入式技術的智能巡邏機器人，上面安裝了超聲波傳感器、電化學傳感器、感煙傳感器等設備，可以實現避障巡邏、檢測有害氣體、檢測火災等等功能。但是該設備并沒有對避障算法進行深入的探索，理論基礎有限。

綜上所述，雖然安全巡邏機器人近年來獲得一定的發展，但總體而言仍未得到廣泛的應用。其中最主要問題是面對多方面、多層次的巡邏安保任務，現有的安全巡邏機器人平臺設計的適應性和靈活性不足。例如，基于ARM或單片機技術的機器人平臺架構受到軟硬件性能的約束，不能有效地進行系統功能的擴展與深化。特別是機器人配置的視覺傳感器的位置與結構固定，因此在監測周邊環境時，必須依賴機器人自身的運動來捕捉與追蹤異常情況，系統性能受到很大局限。此外，如何能夠將手動遙控與自動控制結合，實現機器人系統的有效避障，也是安全巡邏機器人發展中亟待解決的問題。

發明內容

本實用新型的目的在于針對現有技術的不足，提供一種基于DaNI移動機器人平臺的智能安全巡邏系統。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的：一種基于DaNI移動機器人平臺的智能安全巡邏系統，它包括DaNI移動機器人平臺、無線路由器、升降梯、舵機、電源、網絡攝像頭和上位機等；電源為無線路由器、升降梯、網絡攝像頭和舵機供電，舵機、升降梯和無線路由器均與DaNI移動機器人平臺電連接，升降梯固定在DaNI移動機器人平臺上，舵機固定在升降梯的頂端，網絡攝像頭安裝在舵機上，網絡攝像頭與無線路由器相連，無線路由器安裝在DaNI移動機器人平臺底部，無線路由器與上位機無線通信；其中，

無線路由器通過網線與DaNI移動機器人平臺和網絡攝像頭連接，通過無線通信與上位機連接；DaNI移動機器人平臺、網絡攝像頭、上位機與無線路由器的IP地址設為同一子網下；這樣，實現了上位機遠程無線控制DaNI移動機器人平臺和攝像頭。

升降梯安裝在DaNI移動機器人平臺的后部，其功能為負責將攝像頭上升或下降，實現拍攝合適的畫面；升降梯包括一步進電機，步進電機控制升降梯的升降，步進電機的電源信號、方向信號以及速度信號由DaNI移動機器人平臺上的數字輸出口提供；

舵機固定在升降梯的頂部，負責將攝像頭進行抬頭低頭、左右搖頭的方向控制。舵機的電源信號、PWM信號由DaNI移動機器人平臺上的數字輸出口提供。

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

上位機通過無線路由器與DaNI移動機器人平臺和網絡攝像頭進行遠程無線通信，只要各個設備都在同一子網下即可，上位機的功能是接收機器人的信號，發送機器人的控制命令，控制機器人的運動。