一種面向視覺監(jiān)控的自動導(dǎo)航巡邏機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種面向視覺監(jiān)控的自動導(dǎo)航巡邏機(jī)器人，其包括車體、攝像頭、云臺、主機(jī)、無線模塊、探照燈、報(bào)警裝置、紅外傳感器等硬件設(shè)備。它主要采用視覺技術(shù)、道路識別及控制技術(shù)和無線通信技術(shù)。將采集的視頻圖像數(shù)據(jù)傳輸裝置傳給主機(jī)，主機(jī)對圖像進(jìn)行分析處理，識別出道路情況，從而實(shí)現(xiàn)自動導(dǎo)航。操作者也可以根據(jù)監(jiān)控的圖像發(fā)送控制命令給主機(jī)，主機(jī)控制驅(qū)動裝置實(shí)現(xiàn)巡邏車的運(yùn)動控制；同時控制云臺上下、左右的運(yùn)動，從而在服務(wù)器上就顯示周圍的環(huán)境情況，達(dá)到監(jiān)控的作用。
【專利說明】一種面向視覺監(jiān)控的自動導(dǎo)航巡邏機(jī)器人 1.

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種面向視覺監(jiān)控的自動導(dǎo)航巡邏機(jī)器人，尤其是采用視覺技 術(shù)、道路識別及控制技術(shù)和無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作與監(jiān)控。 2.

【背景技術(shù)】
[0002] 在大型化工原料庫、儲油區(qū)、易燃易爆場所等不利于工作員巡邏監(jiān)視的地方，特別 需要巡邏機(jī)器人進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)視，同時實(shí)時的視頻傳輸能讓工作人員及時了解現(xiàn)場的情 況。然而，現(xiàn)有的巡邏機(jī)器人的通用性不強(qiáng)、易用性差。
[0003] 另外，在超級商場、大型物流倉庫、會展中心、醫(yī)院、車站、機(jī)場等大型場所，人流量 多、物流更為繁雜，其保安巡邏自動化需求將日趨迫切。目前依賴于人力巡邏或CCD定位監(jiān) 控已不能滿足夜間保安的要求，且費(fèi)用較高。采用保安巡邏機(jī)器人實(shí)行定時、定點(diǎn)監(jiān)控巡邏 與不間斷流動巡邏結(jié)合將很好的解決這一問題。 3. 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型提供一種實(shí)用性好、功能強(qiáng)的遠(yuǎn)程控制巡邏機(jī)器人，克服了現(xiàn)有的巡 邏機(jī)器人的通用性不強(qiáng)、易用性存在缺陷，且識別率不高的問題，可以達(dá)到后臺遠(yuǎn)程操作控 制并自主識別道路，進(jìn)行精確的巡邏工作。
[0005] 本實(shí)用新型巡邏機(jī)器人包括：車體、攝像頭、云臺、主機(jī)、無線模塊、探照燈、報(bào)警裝 置、紅外傳感器、伺服驅(qū)動等硬件設(shè)備以及運(yùn)行在主機(jī)上的視頻采集模塊、無線通信模塊、 信息處理模塊。
[0006] 巡邏機(jī)器人運(yùn)行流程如下：攝像頭攝取視頻圖像數(shù)據(jù)傳給主機(jī)，主機(jī)對圖像做分 析處理并進(jìn)行道路識別、跟蹤，獲得有效的車道線，經(jīng)過處理后能夠?qū)崿F(xiàn)自動導(dǎo)航。同時操 作者根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行實(shí)時操作，控制小車的運(yùn)行。
[0007] 其中，主機(jī)是巡邏機(jī)器人的核心部件之一，它安裝在巡邏車上，通過無線通訊模塊 與服務(wù)器進(jìn)行連接控制，另外本系統(tǒng)運(yùn)行在主機(jī)上。
[0008] 所述的視頻采集模塊是巡邏機(jī)器人視頻采集裝置的重要部分，其運(yùn)用VFW采集視 頻；對采集的視頻只取一幀并進(jìn)行編碼處理及存儲操作。
[0009] 所述的攝像頭分為云臺攝像頭和車頭攝像頭，其中云臺攝像頭是監(jiān)控周圍環(huán)境， 通過視頻采集模塊將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給主機(jī)進(jìn)行顯示；車頭的攝像頭是進(jìn)行道路監(jiān)控，通過 視頻采集模塊將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
[0010] 所述的信息處理模塊主要包括遠(yuǎn)程操作信息處理模塊、道路識別模塊、非視覺傳 感器信息采集模塊。其中，道路識別模塊將采用連通區(qū)域搜索矢量化和改進(jìn)型的隨機(jī)霍夫 變換方法來對圖像進(jìn)行道路識別與跟蹤；遠(yuǎn)程操作信息處理模塊對獲取的車道線進(jìn)行處 理，并接收遠(yuǎn)程操作命令；非視覺傳感器信息采集模塊將采集的信息反饋到主服務(wù)器上并 顯不。
[0011] 所述的伺服驅(qū)動裝置，其主要是從主機(jī)或服務(wù)器上得到操控命令后控制巡邏機(jī)器 人的運(yùn)行，從而達(dá)到遠(yuǎn)程精確控制巡邏機(jī)器人。
[0012] 所述的報(bào)警裝置，其主要是作為道路障礙及巡邏車受損的情況下的預(yù)警，形式是 以發(fā)出視覺形式的警報(bào)。所述的探照燈裝置，其主要用于巡邏機(jī)器人在現(xiàn)場亮度不夠的情 況下進(jìn)行定點(diǎn)照明。所述的紅外探測裝置，其主要是進(jìn)行巡邏機(jī)器人周圍環(huán)境的檢測，看巡 邏車是否有碰撞的可能。
[0013] 本實(shí)用新型是一種具有自動導(dǎo)航、遠(yuǎn)程操作與監(jiān)控等功能的巡邏機(jī)器人，使得巡 邏切實(shí)有效。 4.

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1巡邏機(jī)器人的整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0015] 圖2巡邏機(jī)器人三維圖。
[0016] 圖3視頻采集的圖像。
[0017] 圖4真實(shí)圖像中動態(tài)目標(biāo)搜索區(qū)域。
[0018] 圖5車道線數(shù)學(xué)建模。
[0019] 圖6服務(wù)器監(jiān)控程序圖。
[0020] 圖7無線局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖。 5.

【具體實(shí)施方式】
[0021] 如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型巡邏機(jī)器人硬件設(shè)備包括車體、攝像頭、云臺、主 機(jī)、無線模塊、探照燈、報(bào)警裝置、紅外傳感器、伺服驅(qū)動等。攝像頭攝取視頻圖像數(shù)據(jù)傳給 主機(jī)，主機(jī)通過信息處理模塊對圖像進(jìn)行分析處理，識別出道路情況，從而實(shí)現(xiàn)自動導(dǎo)航。 主機(jī)根據(jù)處理過的數(shù)據(jù)發(fā)送控制命令給伺服驅(qū)動裝置實(shí)現(xiàn)巡邏車的運(yùn)動控制；同時控制攝 像頭云臺來控制攝像頭的上下、左右的運(yùn)動，再通過無線模塊，在服務(wù)器上就顯示周圍的環(huán) 境情況，達(dá)到監(jiān)控的作用。
[0022] 如圖3所示，云臺攝像頭運(yùn)用視頻采集模塊對采集的視頻只取一幀，然后在服務(wù) 器的視頻窗口里面來進(jìn)行視頻圖像的顯示，在進(jìn)行視頻的編碼處理，最后對其進(jìn)行存儲操 作。
[0023] 如圖4和圖5所示，圖4和圖5是網(wǎng)絡(luò)攝像頭攝取圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給服務(wù)器，主機(jī)通 過信息處理裝置對其采集的圖像就行預(yù)處理后，采用連通區(qū)域搜索矢量化和改進(jìn)型的隨機(jī) 霍夫變換方法來對圖像進(jìn)行道路識別與跟蹤；得到車道線并進(jìn)行處理。
[0024] 如圖6所示，圖6是對前面圖像處理后得到的一些信息的顯示，操作者即根據(jù)這些 信息來實(shí)時監(jiān)測及發(fā)送指令，驅(qū)動裝置得到命令進(jìn)行巡邏機(jī)器人的控制。
[0025] 如圖7所示，圖7是對將服務(wù)器的命令傳給巡邏機(jī)器人，使其按照操作者的意圖來 運(yùn)動及監(jiān)控周圍環(huán)境，同時也是巡邏機(jī)器人與服務(wù)器之間交換數(shù)據(jù)的一個通道，可以很好 的協(xié)調(diào)各巡邏機(jī)器人工作。
[0026] 本實(shí)用新型巡邏機(jī)器人除了上述的一些功能外，還有報(bào)警裝置、探照燈裝置、紅外 探測裝置，能根據(jù)周圍環(huán)境情況做出相應(yīng)的處理與預(yù)警。
【權(quán)利要求】
1. 一種面向視覺監(jiān)控的自動導(dǎo)航巡邏機(jī)器人，其包括車體、攝像頭、云臺、主機(jī)、探照 燈、報(bào)警裝置、紅外傳感器、伺服驅(qū)動裝置；其特征在于：巡邏機(jī)器人通過攝像頭獲得圖像， 再用信息處理模塊識別出道路進(jìn)而控制機(jī)器人的運(yùn)動，同時能與服務(wù)器進(jìn)行實(shí)時的交互。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的巡邏機(jī)器人，其特征在于：所述的攝像頭分為云臺攝像頭和 車頭攝像頭，其中云臺攝像頭是監(jiān)控周圍環(huán)境；車頭的攝像頭是進(jìn)行道路識別。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的巡邏機(jī)器人，其特征在于：無線模塊主要把巡邏機(jī)器人的所 有信息通過局域網(wǎng)傳輸給服務(wù)器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的巡邏機(jī)器人，其特征在于：運(yùn)行在主機(jī)上的信息處理模塊包 含視頻采集模塊、無線通信模塊、信息處理模塊。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的巡邏機(jī)器人，其特征在于：道路識別模塊將采用連通區(qū)域搜 索矢量化和改進(jìn)型的隨機(jī)霍夫變換方法來對圖像進(jìn)行道路識別與跟蹤；遠(yuǎn)程操作信息處理 模塊對獲取的車道線進(jìn)行處理，并發(fā)送接收操作命令；非視覺傳感器信息采集模塊將采集 的信息反饋到服務(wù)器上并顯示。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的巡邏機(jī)器人，其特征在于：操作者可以在服務(wù)器上就獲得的 車道信息進(jìn)行遠(yuǎn)程操作并發(fā)送命令；伺服驅(qū)動裝置根據(jù)相應(yīng)的命令進(jìn)行小車運(yùn)動的控制， 從而達(dá)到巡邏的目的。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的巡邏機(jī)器人，其特征在于：道路識別攝像頭安裝在巡邏機(jī)器 人的車頭，紅外傳感器安裝在巡邏機(jī)器人的側(cè)面，報(bào)警裝置安裝在機(jī)器人的前面，探照燈安 裝在云臺下部。
【文檔編號】H04N7/18GK203870474SQ201420169929
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】林礪宗, 邢志文, 黃超, 林立, 陳建峰, 韓帥 申請人:上海好創(chuàng)機(jī)電工程有限公司, 林礪宗