本發(fā)明屬于警衛(wèi)安保領(lǐng)域，特別涉及一種無(wú)人機(jī)巡邏系統(tǒng)及其巡邏方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)前小區(qū)、公司、學(xué)校等場(chǎng)所的占地面積都較大，工作人員巡邏的難度的也越來(lái)越大，一旦出現(xiàn)安全問(wèn)題，工作人員若無(wú)法快速知道并作出反應(yīng)，極易造成人員傷亡，業(yè)主的安全得不到保障。如何應(yīng)對(duì)住宅小區(qū)、公司出現(xiàn)的突發(fā)的安全情況，在較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)突發(fā)情況做出反應(yīng)，最大限度的控制突發(fā)情況所造成的人員及財(cái)產(chǎn)安全，已經(jīng)成為當(dāng)前社會(huì)亟需解決的一類重要問(wèn)題。

目前住宅小區(qū)、公司、學(xué)校等區(qū)域內(nèi)的安防巡邏大多數(shù)是工作人員通過(guò)步行進(jìn)行巡邏，不僅效率較低，而且在突發(fā)的安全問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)，不能夠及時(shí)準(zhǔn)確地做出反應(yīng)甚至無(wú)法做出反應(yīng)，且雇傭巡邏工作人員費(fèi)用也較高，因此需要提出一種能夠高效巡邏的無(wú)人機(jī)巡邏系統(tǒng)及其巡邏方法，以提高巡邏效率、降低人工成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種無(wú)人機(jī)巡邏系統(tǒng)及其巡邏方法，本發(fā)明能夠及時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)突發(fā)事件做出反應(yīng)，大大提高了巡邏效率、降低人工成本。

要解決以上所述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種無(wú)人機(jī)巡邏系統(tǒng)，包括巡邏路線規(guī)劃模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、傳感器模塊、無(wú)人機(jī)以及終端模塊，其中，

巡邏路線規(guī)劃模塊，利用無(wú)人機(jī)規(guī)劃算法來(lái)規(guī)劃所述無(wú)人機(jī)的巡邏線路，所述巡邏路線規(guī)劃模塊與數(shù)據(jù)處理模塊之間雙向通信連接；

數(shù)據(jù)處理模塊，用于接收并處理來(lái)自巡邏路線規(guī)劃模塊和傳感器模塊的數(shù)據(jù)信息，并將所述數(shù)據(jù)信息通過(guò)無(wú)人機(jī)發(fā)送至終端模塊；

傳感器模塊，用于采集人員密集度，所述傳感器模塊與數(shù)據(jù)處理模塊之間雙向通信連接；

無(wú)人機(jī)，根據(jù)指定的巡邏線路進(jìn)行巡邏；

終端模塊，用于對(duì)所述無(wú)人機(jī)的顯示畫(huà)面以及無(wú)人機(jī)在地圖上所處的位置進(jìn)行觀察。

優(yōu)選的，所述終端模塊上安裝有報(bào)警單元。

優(yōu)選的，所述傳感器模塊通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)處理模塊之間連接。

進(jìn)一步的，所述終端模塊為手機(jī)或電腦。

本發(fā)明還同時(shí)提供了上述一種無(wú)人機(jī)巡邏系統(tǒng)的巡邏方法，所述巡邏方法具體步驟包括：

S1、巡邏路線規(guī)劃模塊利用無(wú)人機(jī)規(guī)劃算法來(lái)規(guī)劃所述無(wú)人機(jī)的巡邏線路；

S2、無(wú)人機(jī)根據(jù)巡邏線路進(jìn)行巡邏；

S3、判斷傳感器模塊附近是否存在安全隱患。

優(yōu)選的，所述步驟S1具體包括以下步驟：

S11、所述巡邏路線規(guī)劃模塊識(shí)別無(wú)人機(jī)飛行的起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)以及在飛行過(guò)程中可能遇到的障礙物的坐標(biāo)即為障礙物坐標(biāo)；

S12、所述巡邏路線規(guī)劃模塊將所述起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)以及障礙物坐標(biāo)作為節(jié)點(diǎn)，規(guī)劃出所述無(wú)人機(jī)的初始飛行路線；

S13、所述巡邏路線規(guī)劃模塊取距離起點(diǎn)坐標(biāo)最近的兩個(gè)障礙物坐標(biāo)分別為第一障礙物坐標(biāo)、第二障礙物坐標(biāo)的連接線段的中點(diǎn)作為頂點(diǎn)，所述頂點(diǎn)與距離起點(diǎn)坐標(biāo)稍遠(yuǎn)的第二障礙物坐標(biāo)以及下一障礙物坐標(biāo)即為第三障礙物坐標(biāo)共同圍設(shè)成一個(gè)三角形，取所述三角形的外接圓圓心作為所述無(wú)人機(jī)最終飛行路線的第一起點(diǎn)；

S14、所述第三障礙物坐標(biāo)與第三障礙物坐標(biāo)的下一個(gè)障礙物的坐標(biāo)即為第四障礙物坐標(biāo)的連接線段，二者之間的連接線段與外接圓的交點(diǎn)分別與第四障礙物坐標(biāo)、第四障礙物坐標(biāo)與第四障礙物坐標(biāo)的下一個(gè)障礙物的坐標(biāo)即為第五障礙物坐標(biāo)的連接線段的中點(diǎn)共同圍設(shè)成一個(gè)三角形，并找出三角形的外接圓的圓心作為所述無(wú)人機(jī)最終飛行路線的第二點(diǎn)；

S15、依次對(duì)障礙物坐標(biāo)進(jìn)行處理，直至到達(dá)目的地即為最終飛行路線的終點(diǎn)坐標(biāo)；

S16、巡邏路線規(guī)劃模塊將所述最終飛行路線發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊處理，數(shù)據(jù)處理模塊將處理結(jié)果發(fā)送至所述無(wú)人機(jī)。

優(yōu)選的，所述步驟S3具體包括以下步驟：

S31、所述傳感器模塊采集人員密集度，并將所述人員密集度傳送至數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行處理；

S32、所述數(shù)據(jù)處理模塊將處理結(jié)果通過(guò)無(wú)人機(jī)發(fā)送至終端模塊的報(bào)警單元；

S33、若處理結(jié)果高于某一設(shè)定值時(shí)，報(bào)警單元啟動(dòng)報(bào)警，且終端模塊控制無(wú)人機(jī)飛行至所述傳感器模塊的位置處；若處理結(jié)果低于某一設(shè)定值時(shí)，則報(bào)警單元不啟用；

S34、無(wú)人機(jī)飛行至傳感器模塊的位置后，工作人員通過(guò)終端模塊查看無(wú)人機(jī)的顯示畫(huà)面及其在地圖上的具體位置；

S35、工作人員判斷此處是否存在安全隱患，若存在安全隱患，則派工作人員前去處理；若不存在安全隱患，則無(wú)人機(jī)繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)，返回步驟S31操作。

進(jìn)一步的，所述巡邏路線規(guī)劃模塊通過(guò)無(wú)線射頻將最終飛行路線發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊。

進(jìn)一步的，通過(guò)定位技術(shù)和地圖技術(shù)的結(jié)合來(lái)查看無(wú)人機(jī)的在地圖上的具體位置。

本發(fā)明的有益效果為：

(1)、本發(fā)明的無(wú)人機(jī)巡邏系統(tǒng)包括巡邏路線規(guī)劃模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、傳感器模塊、無(wú)人機(jī)以及終端模塊，終端模塊上安裝有報(bào)警單元，本發(fā)明能夠及時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)突發(fā)事件做出反應(yīng)，大大提高了巡邏效率、降低人工成本。

(2)、通過(guò)定位技術(shù)和地圖技術(shù)的結(jié)合來(lái)查看無(wú)人機(jī)的在地圖上的具體位置，因此本發(fā)明的定位精度高，巡邏路線規(guī)劃方便。

(3)、巡邏路線規(guī)劃模塊利用無(wú)人機(jī)規(guī)劃算法來(lái)規(guī)劃所述無(wú)人機(jī)的巡邏線路，能夠使無(wú)人機(jī)有效避開(kāi)障礙物，避免碰撞引發(fā)事故的發(fā)生。

(4)、工作人員通過(guò)終端模塊查看無(wú)人機(jī)的顯示畫(huà)面及其在地圖上的具體位置，能夠通過(guò)畫(huà)面判斷此處是否存在安全隱患，若存在安全隱患，則派工作人員前去處理；若不存在安全隱患，則無(wú)人機(jī)繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)，極大地節(jié)省了人力，減輕了工作人員的工作量。

附圖說(shuō)明

下面對(duì)本發(fā)明說(shuō)明書(shū)中每幅附圖表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明的無(wú)人機(jī)巡邏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明的無(wú)人機(jī)巡邏系統(tǒng)的巡邏方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明的巡邏路線規(guī)劃模塊利用無(wú)人機(jī)規(guī)劃算法來(lái)規(guī)劃無(wú)人機(jī)的巡邏線路的具體流程圖；

圖4為本發(fā)明的判斷傳感器模塊附近是否存在安全隱患的具體流程圖；

圖5為本發(fā)明的最終飛行路線原理圖。

上述圖中的標(biāo)記均為：10、巡邏路線規(guī)劃模塊；20、數(shù)據(jù)處理模塊；30、傳感器模塊；40、無(wú)人機(jī)；50、終端模塊。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)照附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理等作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明：

如圖1所示，一種無(wú)人機(jī)巡邏系統(tǒng)包括巡邏路線規(guī)劃模塊10、數(shù)據(jù)處理模塊20、傳感器模塊30、無(wú)人機(jī)40以及終端模塊50，所述巡邏路線規(guī)劃模塊10利用無(wú)人機(jī)規(guī)劃算法來(lái)規(guī)劃所述無(wú)人機(jī)40的巡邏線路，所述巡邏路線規(guī)劃模塊10與數(shù)據(jù)處理模塊20之間雙向通信連接；所述數(shù)據(jù)處理模塊20用于接收并處理來(lái)自巡邏路線規(guī)劃模塊10和傳感器模塊30的數(shù)據(jù)信息，并將所述數(shù)據(jù)信息通過(guò)無(wú)人機(jī)40發(fā)送至終端模塊50；所述傳感器模塊30用于采集人員密集度，所述傳感器模塊30與數(shù)據(jù)處理模塊20之間雙向通信連接；所述無(wú)人機(jī)40根據(jù)指定的巡邏線路進(jìn)行巡邏；所述終端模塊50用于對(duì)所述無(wú)人機(jī)40的顯示畫(huà)面以及無(wú)人機(jī)40在地圖上所處的位置進(jìn)行觀察。

所述傳感器模塊30通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)處理模塊20之間通信，可以通過(guò)WIFI或2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)通信，傳感器模塊30可選擇人體紅外感應(yīng)傳感器。

所述終端模塊50上安裝有報(bào)警單元，報(bào)警單元可選擇蜂鳴器和/或閃燈來(lái)提醒工作人員注意。

所述終端模塊50為手機(jī)或電腦。

如圖2所示，一種無(wú)人機(jī)巡邏系統(tǒng)的巡邏方法，所述巡邏方法具體步驟包括：

S1、巡邏路線規(guī)劃模塊10利用無(wú)人機(jī)規(guī)劃算法來(lái)規(guī)劃所述無(wú)人機(jī)40的巡邏線路；

S2、無(wú)人機(jī)40根據(jù)巡邏線路進(jìn)行巡邏；

S3、判斷傳感器模塊30附近是否存在安全隱患。

本巡邏方法能夠及時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)突發(fā)事件做出反應(yīng)，大大提高了巡邏效率、降低人工成本。

如圖3、5所示，圖5為本發(fā)明的最終飛行路線確認(rèn)的原理圖，巡邏路線規(guī)劃模塊10利用無(wú)人機(jī)規(guī)劃算法來(lái)規(guī)劃所述無(wú)人機(jī)40的巡邏線路的具體步驟如下：

S11、所述巡邏路線規(guī)劃模塊10識(shí)別無(wú)人機(jī)40飛行的起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)以及在飛行過(guò)程中可能遇到的障礙物的坐標(biāo)即為障礙物坐標(biāo)；

S12、所述巡邏路線規(guī)劃模塊10將所述起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)以及障礙物坐標(biāo)作為節(jié)點(diǎn)，規(guī)劃出所述無(wú)人機(jī)40的初始飛行路線；

S13、所述巡邏路線規(guī)劃模塊10取距離起點(diǎn)坐標(biāo)最近的兩個(gè)障礙物坐標(biāo)分別為第一障礙物坐標(biāo)A、第二障礙物坐標(biāo)B的連接線段的中點(diǎn)作為頂點(diǎn)C，所述頂點(diǎn)C與距離起點(diǎn)坐標(biāo)稍遠(yuǎn)的第二障礙物坐標(biāo)B以及下一障礙物坐標(biāo)即為第三障礙物坐標(biāo)D共同圍設(shè)成一個(gè)三角形，取所述三角形的外接圓圓心E作為所述無(wú)人機(jī)40最終飛行路線的第一起點(diǎn)；

S14、所述第三障礙物坐標(biāo)D與第三障礙物坐標(biāo)D的下一個(gè)障礙物的坐標(biāo)即為第四障礙物坐標(biāo)G的連接線段，二者之間的連接線段與外接圓的交點(diǎn)F分別與第四障礙物坐標(biāo)G、第四障礙物坐標(biāo)G與第四障礙物坐標(biāo)G的下一個(gè)障礙物的坐標(biāo)即為第五障礙物坐標(biāo)H的連接線段的中點(diǎn)I共同圍設(shè)成一個(gè)三角形，并找出三角形的外接圓的圓心J作為所述無(wú)人機(jī)40最終飛行路線的第二點(diǎn)；

S15、依次對(duì)障礙物坐標(biāo)進(jìn)行處理，直至到達(dá)目的地即為最終飛行路線的終點(diǎn)坐標(biāo)；

S16、巡邏路線規(guī)劃模塊10將所述最終飛行路線發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊20處理，數(shù)據(jù)處理模塊20將處理結(jié)果發(fā)送至所述無(wú)人機(jī)40。

本發(fā)明能夠使無(wú)人機(jī)有效避開(kāi)障礙物，避免碰撞引發(fā)事故的發(fā)生。

如圖4所示，判斷傳感器模塊30附近是否存在安全隱患的具體步驟為：

S31、所述傳感器模塊30采集人員密集度，并將所述人員密集度傳送至數(shù)據(jù)處理模塊20進(jìn)行處理；

S32、所述數(shù)據(jù)處理模塊20將處理結(jié)果通過(guò)無(wú)人機(jī)40發(fā)送至終端模塊50的報(bào)警單元；

S33、若處理結(jié)果高于某一設(shè)定值時(shí)，報(bào)警單元啟動(dòng)報(bào)警，且終端模塊50控制無(wú)人機(jī)40飛行至所述傳感器模塊30的位置處；若處理結(jié)果低于某一設(shè)定值時(shí)，則報(bào)警單元不啟用；

S34、無(wú)人機(jī)40飛行至傳感器模塊30的位置后，工作人員通過(guò)終端模塊50查看無(wú)人機(jī)40的顯示畫(huà)面及其在地圖上的具體位置；

所述無(wú)人機(jī)40上安裝有用于錄像的相機(jī)，能夠隨時(shí)將無(wú)人機(jī)40周圍的情況展現(xiàn)在終端模塊50以供工作人員查看。

S35、工作人員判斷此處是否存在安全隱患，若存在安全隱患，則派工作人員前去處理；若不存在安全隱患，則無(wú)人機(jī)40繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)，返回步驟S31操作。

所述巡邏路線規(guī)劃模塊10通過(guò)無(wú)線射頻將最終飛行路線發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊20，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確高效性。

通過(guò)定位技術(shù)和地圖技術(shù)的結(jié)合來(lái)查看無(wú)人機(jī)40的在地圖上的具體位置。因此本發(fā)明的定位精度高，巡邏路線規(guī)劃方便。

所述終端模塊50可以通過(guò)安卓手機(jī)端內(nèi)的APP來(lái)實(shí)現(xiàn)控制無(wú)人機(jī)40飛行，還可以通過(guò)APP來(lái)設(shè)置無(wú)人機(jī)40的飛行速度和高度。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施方式只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案下得出的其他實(shí)施方式，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。