CN201711202252-新型智能安防机器人及其自动巡检方法

技术领域

本发明属于一种智能巡检机器人，尤其是涉及一种新型智能安防机器人及其自动 巡检方法。

背景技术

在传统安防体系中，人防加物防是主要的防护手段(多以固定摄像头加人力值班 巡逻的方式实现），虽然技术上很容易实现，但是随着人口老龄化加重、劳动成本暴涨、安保 人员流失率高等问题，传统安防己经难以实现现代安防需求。在“机器人+安防”的新概念的 推动下，安防产业迎来新的发展契机，也赋予了智能安防新的血液。

发明内容

本发明解决了现有随着人口老龄化加重、劳动成本暴涨、安保人员流失率高等问 题的问题，提供一种新型智能安防机器人及其自动巡检方法。本发明解决其技术问题所采 用的技术方案是:一种新型智能安防机器人，新型智能安防机器人与客户端通信连接，其特 征在于:包括移动平台、车体和云台，所述移动平台包括车架、转向模块、驱动模块、驱动轮、 差速器、自动充电接口和充电插口，所述车体内配置有电控处理模块和电池，所述转向模块 配置在所述车架的前部，所述驱动模块固定在车架上，所述差速器固定在车架的后部，所述 驱动模块通过差速器与驱动轮连接，所述车架的前端配置有防撞条，自动充电接口和充电 插口分别配置在车架的两端，所述车体的表面配置有超声探测雷达和烟雾传感器，所述车 体通过底盘支架固定在所述车架的上表面，所述车体的顶部与所述云台连接，所述云台上 配置有红外成像仪和全景相机、星光相机，所述云台的顶部固定有3D激光导航模块，所述电 池与自动充电接口和充电插口电连接，所述转向模块、驱动模块均与电控处理模块电连接， 所述云台、红外成像仪和全景相机、星光相机、3D激光导航模块、超声探测雷达和烟雾传感 器均与所述电控处理模块电连接;所述车体内还配置有环境声音模块和无线通信模块，所 述环境声音模块和无线通信模块均与所述电控处理模块电连接;所述客户端通过网络与新 型智能安防机器人服务器连接，新型智能安防机器人工作地点处配置有埋地式的充电点， 所述充电点与自动充电接口相匹配;所述防撞条上配置有碰撞传感器、光电传感器，所述车 体上还配置有声音采集器和温度传感器，所述碰撞传感器、温度传感器、光电传感器和声音 采集器均与所述电控处理模块电连接，所述车体内还配设有获取到移动平台惯性数据的惯 性测量装置和里程计装置，所述惯性测量装置为包括有陀螺仪的六维惯性测量装置，所述 惯性测量装置至少包括有用于测量移动平台在X轴、Y轴、Z轴三个方向上的加速度的加速度 传感器，惯性测量装置和里程计装置均与电控处理模块电连接;所述车体上配置有人机交 互装置，所述人机交互装置与电控处理模块电连接，所述人机交互装置至少包括声音报警 器或光报警器中的一种。

一种新型智能安防机器人自动巡检方法，适用于如权利要求1所述的新型智能安 防机器人，执行以下步骤，

SI、新型智能安防机器人对工作地点进行初次巡航，获取初始的环境数据，完成导 航地图的配置，并根据人工设定或自动得出巡检路线和对应巡检路线的工作计划；

S2、新型智能安防机器人根据巡检路线进行自动巡检，自动巡检过程中，实时获取 3D激光导航模块、超声探测雷达、光电传感器和碰撞传感器数据，对应3D激光导航模块、超 声探测雷达、光电传感器和碰撞传感器数据结合导航地图执行避障步骤；

S3、新型智能安防机器人根据工作计划和当前位置，实时获取烟雾传感器、温度传 感器、红外成像仪、全景相机和星光相机采集的数据，并结合当前位置信息上传至客户端， 若烟雾传感器、温度传感器、红外成像仪、全景相机和星光相机的数据采集的数据出现异常 则触发报警信号并上传至客户端；

在执行步骤S2和S3的过程中，若3D激光导航模块、超声探测雷达和碰撞传感器数 据检测到的数据表明巡检路线无法完成则由新型智能安防机器人或客户端根据当前环境 数据自动或辅助人工设定规划出临时巡检路线，新型智能安防机器人根据临时巡检路线巡 检；

在执行步骤S2和S3的过程中，客户端对全景相机和星光相机的数据进行图像处 理，客户端对检测处理后的图像进行分析，获取被检测物体的状态，生成单次巡检的报表；

在执行步骤S2和S3的过程中，若出现人机交互，则新型智能安防机器人接收现场 声音，并对语音信息进行降噪和语义识别处理，新型智能安防机器人根据语义识别处理结 果进行人机交互，并根据预设的对应策略执行相应的动作;所述步骤S1中，执行以下步骤，

S101，根据通过3D激光导航模块获取到的移动平台周边环境的三维数据、通过惯 性测量装置获取到的所述移动平台的惯性数据、通过里程计装置获取到的所述移动平台的 里程数据，将全部所述移动帧图像的数据通过匹配坐标变换统一折合到初始图像的坐标系 里，生成三维点云地图；

S102,对在S101中生成的三维点云地图进行栅格化、去噪点和去杂点处理；

S103,获取所述三维点云地图中初始图像的位置，计算判断得出当前道路和障碍 的初始位置；

S104,导入人工标定三维点云地图中的工作地点和充电点形成导航地图；

S105,根据工作地点和充电点的分布规划出巡检路线和对应巡检路线的工作计 划；

所述步骤S101中所述匹配坐标变换是根据测量各个移动帧图像的三维数据时移 动平台的惯性数据和里程数据，算出各个移动帧图像关于周边环境中的物体的位姿，并加 以三维数据共同优化修正得到所述三维点云地图。

作为优选，所述步骤S105中，新型智能安防机器人根据工作地点的分布以连接所 有工作地点的最小连接路径为目标自动计算出巡检路线，并根据最小连接路径上对应工作 地点的性质配置相应的对应巡检路线的工作计划，巡检路线的工作计划包括工作动作和工 作时间，所述工作动作包括常规拍摄、全景拍摄、星光拍摄、红外线成像、环境声音读取、烟 雾检测和温度检测，所述工作时间由工作地点的性质自动设定或人工设定；

所述巡检路线的规划中配置有到达充电点的若干充电路径，所述充电路径的数量 由执行巡检路线工作计划的总耗电量计算得出。

作为优选，在所述避障步骤包括以下分步骤，

S201、若新型智能安防机器人判断当前道路不可通过且不可绕行，则新匕安 防机器人按照原路返回；

若新型智能安防机器人判断当前道路存在障碍不可通过，则新型智能安防机器人 根据导航地图自动选择最近的绕行路线，实行绕行；

若新型智能安防机器人判断当前道路可以通过则执行步骤S202; ^

S202、若新型智能安防机器人形式过程中超声探测雷达检测到周边lm—2m范围内 存在障碍则执行第一避障子步骤，若光电传感器检测到低矮障碍物则执行第二避障子步 骤，若碰撞传感器检测到碰撞则执行第三避障子步骤;第一避障子步骤，新型智能安防机器 人低速运行并保持，直到障碍物离开周边lm-2m范围，若超声探测雷达检测周边〇m至的范 围内存在障碍物，则新型智能安防机器人停止运动并报警直到周边〇m至lm的范围内无障碍 物，然后新型智能安防机器人低速运行并保持，直到障碍物离开周边lm_2m范围，新型智能 安防机器人恢复正常运动；