一種巡邏機(jī)器人及其控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種巡邏機(jī)器人及其控制系統(tǒng)，本發(fā)明實(shí)施例提供的巡邏機(jī)器人，包括嵌入式網(wǎng)關(guān)和與嵌入式網(wǎng)關(guān)相連接的終端控制芯片，該嵌入式網(wǎng)關(guān)用于數(shù)據(jù)的采集、分析和傳輸，終端控制芯片用于巡邏機(jī)器人終端的控制。本發(fā)明實(shí)施例提供的巡邏機(jī)器人及其控制系統(tǒng)，通過將嵌入式網(wǎng)關(guān)和終端控制芯片相連接形成巡邏機(jī)器人的控制系統(tǒng)，降低了機(jī)器人控制的復(fù)雜度和出錯(cuò)率，且實(shí)現(xiàn)了對(duì)巡邏機(jī)器人終端的控制與其他模塊的控制互不影響，避免了當(dāng)巡邏機(jī)器人的控制終端出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)巡邏機(jī)器人其他工作產(chǎn)生影響，而且也更便于對(duì)機(jī)器人終端控制部分進(jìn)行檢測(cè)、維修和更換。
【專利說明】一種巡邏機(jī)器人及其控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)器人，特別是涉及一種具有嵌入式網(wǎng)關(guān)的巡邏機(jī)器人及其控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民的生活水平有了顯著提高。在千家萬戶安居樂業(yè)的同時(shí)，如何保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全成為擺在我們面前的一個(gè)重要問題。例如在小區(qū)、工廠等地的保衛(wèi)巡邏任務(wù)，主要采取小區(qū)物業(yè)招聘保安，成立巡邏隊(duì)的方式。實(shí)踐證明這種方法，雖然能起到一定的作用，但缺陷也是非常明顯的，首先，由人構(gòu)成的巡邏隊(duì)伍不能保證巡邏不遺留死角。其次，人會(huì)發(fā)生脫崗漏崗睡崗的現(xiàn)象；而在一些礦井、安防、電力、反恐等特殊領(lǐng)域中，其保安的巡邏任務(wù)就更加繁重。
[0003]后來出現(xiàn)了采用機(jī)器人與上述手段相結(jié)合，實(shí)行定時(shí)、定點(diǎn)監(jiān)控巡邏與機(jī)器人不間斷流動(dòng)巡邏結(jié)合的安保方案。
[0004]而隨著移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展，所需完成任務(wù)的復(fù)雜化，給機(jī)器人安裝上〃眼睛〃成為了迫切的需求。隨著CMOS、CCD攝像機(jī)的不斷向小型化發(fā)展，價(jià)格不斷的下降，人們開始嘗試將攝像頭裝在機(jī)器人上，增加了視覺，更方便于操控。
[0005]但是，目前的機(jī)器人控制系統(tǒng)中，大多采用單一的控制芯片來進(jìn)行設(shè)計(jì)，即把機(jī)器人所有的控制模塊都集成在一個(gè)控制芯片上，而沒有結(jié)構(gòu)上的明確劃分，這樣的控制系統(tǒng)有以下缺陷:一是因?yàn)榭刂菩酒某叽绫容^大，安裝起來會(huì)占用很多空間，影響整個(gè)控制系統(tǒng)布局；二是由于所有模塊都集成在一塊控制芯片上，不便于進(jìn)行檢測(cè)和維修，影響了系統(tǒng)的靈活性，且如果其中的某部分模塊出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致整個(gè)機(jī)器人控制系統(tǒng)都無法正常運(yùn)行，嚴(yán)重影響機(jī)器人巡邏工作的進(jìn)行；現(xiàn)有還出現(xiàn)了一種基于模塊化設(shè)計(jì)的機(jī)器人控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)雖然在故障出現(xiàn)時(shí)便于檢測(cè)和維修，但仍存在以下缺陷:1、增加通信調(diào)度的產(chǎn)生及協(xié)議轉(zhuǎn)換的復(fù)雜度，從而增加了對(duì)機(jī)器人控制的復(fù)雜度；2、由于存在多種協(xié)議轉(zhuǎn)換，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟包的情況，導(dǎo)致對(duì)機(jī)器人控制出錯(cuò)率增加；3、如果某部分出現(xiàn)故障，仍然會(huì)導(dǎo)致整個(gè)機(jī)器人控制系統(tǒng)都無法正常運(yùn)行進(jìn)而影響機(jī)器人的巡邏工作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種巡邏機(jī)器人及其控制系統(tǒng)，有效降低了機(jī)器人控制的復(fù)雜度和出錯(cuò)率，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)且實(shí)現(xiàn)了對(duì)巡邏機(jī)器人終端的控制與其他模塊的控制互不影響。
[0007]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:一種巡邏機(jī)器人，包括嵌入式網(wǎng)關(guān)和與嵌入式網(wǎng)關(guān)相連接的終端控制芯片，嵌入式網(wǎng)關(guān)用于數(shù)據(jù)的采集、分析和傳輸，終端控制芯片用于巡邏機(jī)器人終端的控制。
[0008]優(yōu)選地，終端控制芯片與嵌入式網(wǎng)關(guān)通過CAN總線連接，用于實(shí)現(xiàn)終端控制芯片的加載與卸載。
[0009]優(yōu)選地，嵌入式網(wǎng)關(guān)包括嵌入式微處理器和動(dòng)態(tài)掛載于嵌入式微處理器的CAN驅(qū)動(dòng)模塊；終端控制芯片包括CAN接口模塊，并通過CAN總線將CAN接口模塊與嵌入式網(wǎng)關(guān)的CAN驅(qū)動(dòng)模塊相連接。
[0010]優(yōu)選地，嵌入式微處理器采用Linux操作系統(tǒng)，CAN驅(qū)動(dòng)模塊通過Linux操作系統(tǒng)動(dòng)態(tài)掛載和卸載于嵌入式微處理器。
[0011 ] 優(yōu)選地，嵌入式網(wǎng)關(guān)還包括與嵌入式微處理器連接的3G模塊，并通過3G模塊與遠(yuǎn)程服務(wù)器雙向無線通信連接。
[0012]優(yōu)選地，通過3G模塊還與移動(dòng)終端雙向無線通信連接。
[0013]優(yōu)選地，終端控制芯片包括機(jī)器人驅(qū)動(dòng)控制模塊、云臺(tái)機(jī)械臂控制模塊和循跡模塊。
[0014]優(yōu)選地，嵌入式網(wǎng)關(guān)通過外設(shè)接口與設(shè)置于機(jī)器人本體上的攝像機(jī)模塊、傳感器模塊相連接。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供的一種巡邏機(jī)器人控制系統(tǒng)，包括巡邏機(jī)器人、與巡邏機(jī)器人雙向通信連接的遠(yuǎn)程服務(wù)器；
[0016]巡邏機(jī)器人為上述的巡邏機(jī)器人。
[0017]優(yōu)選地，還包括與所述巡邏機(jī)器人實(shí)現(xiàn)雙向通信連接的移動(dòng)終端。
[0018]在本發(fā)明提供的巡邏機(jī)器人及其控制系統(tǒng)，通過將嵌入式網(wǎng)關(guān)和終端控制芯片相連接形成巡邏機(jī)器人的控制系統(tǒng)，降低了機(jī)器人控制的復(fù)雜度和出錯(cuò)率，且實(shí)現(xiàn)了對(duì)巡邏機(jī)器人終端的控制與其他模塊的控制互不影響，避免了當(dāng)巡邏機(jī)器人的控制終端出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)巡邏機(jī)器人其他工作產(chǎn)生影響，而且也更便于對(duì)機(jī)器人終端控制部分進(jìn)行檢測(cè)、維修和更換。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的巡邏機(jī)器人的模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例提供的巡邏機(jī)器人的模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0021]圖3是本發(fā)明第三實(shí)施例提供的巡邏機(jī)器人的模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖4是本發(fā)明第四實(shí)施例提供的巡邏機(jī)器人的模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的終端控制芯片的模塊結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的嵌入式網(wǎng)關(guān)的模塊結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]為了使本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚、明白，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0026]現(xiàn)有的巡邏機(jī)器人把所有控制模塊都集成在一個(gè)控制芯片上，其中的巡邏機(jī)器人驅(qū)動(dòng)控制部分很容易出現(xiàn)故障，若巡邏機(jī)器人驅(qū)動(dòng)控制部分發(fā)生故障，將導(dǎo)致整個(gè)巡邏機(jī)器人控制系統(tǒng)都無法正常運(yùn)行。本發(fā)明技術(shù)方案解決了這個(gè)問題。
[0027]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)描述:
[0028]請(qǐng)參閱圖1，圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的巡邏機(jī)器人的模塊結(jié)構(gòu)圖，為了便于說明，僅列出本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下:
[0029]本發(fā)明實(shí)施例提供的巡邏機(jī)器人，包括嵌入式網(wǎng)關(guān)20和與該嵌入式網(wǎng)關(guān)20相連接的終端控制芯片10，嵌入式網(wǎng)關(guān)20用于巡邏機(jī)器人終端的控制，終端控制芯片10用于數(shù)據(jù)的采集、分析和傳輸，以及與外部設(shè)備的通訊，例如將現(xiàn)場(chǎng)視頻及傳感器采集的數(shù)據(jù)傳輸給外部設(shè)備，外部設(shè)備可以是后臺(tái)服務(wù)器。
[0030]圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的巡邏機(jī)器人的模塊結(jié)構(gòu)圖，為了便于說明，僅列出本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下:
[0031]嵌入式網(wǎng)關(guān)采用Linux操作系統(tǒng)，嵌入式網(wǎng)關(guān)20與終端控制芯片10通過CAN總線連接，以實(shí)現(xiàn)終端控制芯片10的加載和卸載。CAN總線是串行通信協(xié)議，嵌入式網(wǎng)關(guān)20與終端控制芯片10通過CAN總線進(jìn)行通信。
[0032]圖3為本發(fā)明第三實(shí)施例提供的巡邏機(jī)器人的模塊結(jié)構(gòu)圖，為了便于說明，僅列出本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下:
[0033]嵌入式網(wǎng)關(guān)20包括嵌入式微處理器201、CAN驅(qū)動(dòng)模塊202，CAN驅(qū)動(dòng)模塊202通過Linux操作系統(tǒng)動(dòng)態(tài)掛載于和卸載于嵌入式微處理器，嵌入式網(wǎng)關(guān)20通過CAN總線將CAN驅(qū)動(dòng)模塊202與終端控制芯片10的CAN接口模塊101連接，具體地，嵌入式微處理器201與CAN驅(qū)動(dòng)模塊202連接，CAN驅(qū)動(dòng)模塊202通過CAN收發(fā)器204連接到CAN總線上，當(dāng)用于控制巡邏機(jī)器人終端的終端控制芯片10出現(xiàn)故障，嵌入式網(wǎng)關(guān)20卸載CAN驅(qū)動(dòng)模塊202，終端控制芯片10與嵌入式網(wǎng)關(guān)20之間的連接斷開，終端控制芯片10的故障不會(huì)影響嵌入式網(wǎng)關(guān)20的正常運(yùn)行，嵌入式網(wǎng)關(guān)20及時(shí)保存現(xiàn)場(chǎng)視頻數(shù)據(jù)以及傳感器采集的數(shù)據(jù)，還可以將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠吭O(shè)備。
[0034]圖4為本發(fā)明第四實(shí)施例提供的巡邏機(jī)器人的模塊結(jié)構(gòu)圖，為了便于說明，僅列出本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下:
[0035]嵌入式網(wǎng)關(guān)20還包括與嵌入式微處理器201連接的3G模塊203，并通過3G模塊203與遠(yuǎn)程服務(wù)器、移動(dòng)終端雙向無線通信連接。當(dāng)終端控制芯片10發(fā)生故障，終端控制芯片10與嵌入式網(wǎng)關(guān)20建立通信失敗，嵌入式網(wǎng)關(guān)20通知遠(yuǎn)程服務(wù)器，遠(yuǎn)程服務(wù)器向嵌入式網(wǎng)關(guān)20下發(fā)指令，嵌入式網(wǎng)關(guān)20卸載CAN驅(qū)動(dòng)模塊202，并通過3G模塊203將巡邏的視頻數(shù)據(jù)以及傳感器采集到的數(shù)據(jù)上傳遠(yuǎn)程服務(wù)器，除此之外，還可以發(fā)送報(bào)警信息到維護(hù)人員的移動(dòng)終端，告知維護(hù)人員巡邏機(jī)器人的當(dāng)前情況，方便及時(shí)處理。
[0036]本發(fā)明實(shí)施例采用3G通訊技術(shù)，速度更快、網(wǎng)絡(luò)覆蓋更寬廣、通信保密性更高、溝通更安全，極大地提高了圖像傳輸速度，較好地滿足了視頻圖像的傳輸要求；可對(duì)通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行加密，有效地提高了通訊安全等級(jí)；兼容性好，無需專用設(shè)備即可接入互聯(lián)網(wǎng)。
[0037]作為一個(gè)可選的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明實(shí)施例提供的巡邏機(jī)器人，其嵌入式微處理器201采用Linux操作系統(tǒng)，并通過Linux操作系統(tǒng)將CAN驅(qū)動(dòng)模塊202加載到Linux內(nèi)核，以實(shí)現(xiàn)對(duì)終端控制芯片10進(jìn)行加載。首先，遠(yuǎn)程服務(wù)器通過TCP協(xié)議將加載命令發(fā)送到嵌入式微處理器201，嵌入式微處理器201解包TCP協(xié)議，并根據(jù)其解包后的命令將CAN驅(qū)動(dòng)模塊202加載到Linux內(nèi)核。嵌入式微處理器201和巡邏機(jī)器人終端控制芯片10通過CAN協(xié)議進(jìn)行通信。當(dāng)終端控制芯片10發(fā)生故障時(shí)，終端控制芯片10與嵌入式微處理器201的CAN總線不能進(jìn)行通訊，通訊連接失敗。當(dāng)通訊連接失敗超過3次時(shí)，此時(shí)遠(yuǎn)程服務(wù)器通過3G網(wǎng)絡(luò)將卸載CAN驅(qū)動(dòng)模塊202的命令發(fā)送到嵌入式微處理器201，嵌入式微處理器201執(zhí)行卸載CAN驅(qū)動(dòng)模塊202的命令，以實(shí)現(xiàn)對(duì)終端控制芯片10進(jìn)行卸載。這樣在驅(qū)動(dòng)控制巡邏機(jī)器人終端的終端控制芯片10出現(xiàn)故障時(shí)，嵌入式微處理器201不受影響，從而保證了嵌入式微處理器201的正常運(yùn)行。
[0038]采用Linux操作系統(tǒng)，節(jié)省開發(fā)周期，對(duì)于多線程、模塊功能擴(kuò)展能夠提供更好的服務(wù)及更好的剪裁，同時(shí)便于巡邏機(jī)器人功能模塊的擴(kuò)展。采用Linux操作系統(tǒng)，具有嵌入式Linux開放源代碼，強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)支持功能，優(yōu)秀的開發(fā)工具，廣泛的硬件支持，并且嵌入式Linux支持的硬件平臺(tái)很多，包括x86、ARM、MIPS、ALPHA、PowerPC等多種體系結(jié)構(gòu)，目前已經(jīng)成功移植到數(shù)十種硬件平臺(tái)，幾乎能夠運(yùn)行在所有流行的CPU上，支持各種主流硬件設(shè)備和最新的硬件技術(shù)。
[0039]請(qǐng)參閱圖5，圖5為本發(fā)明實(shí)施例的終端控制芯片10的模塊結(jié)構(gòu)圖。終端控制芯片10由STM32F103單片機(jī)102及其外圍的驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路組成，包括機(jī)器人驅(qū)動(dòng)控制模塊103和云臺(tái)機(jī)械臂控制模塊104、循跡模塊105、LED指示燈控制模塊106及報(bào)警模塊107。
[0040]機(jī)器人驅(qū)動(dòng)控制模塊103主要包括前輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)和后輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)，設(shè)置前輪為轉(zhuǎn)向控制，后輪為動(dòng)力控制。云臺(tái)機(jī)械臂控制模塊包括對(duì)云臺(tái)和升降臂的控制。其中，升降臂設(shè)在云臺(tái)上，升降臂上安裝有攝像機(jī)模塊，云臺(tái)機(jī)械臂控制模塊104通過控制升降臂來調(diào)整監(jiān)控覆蓋的面積，攝像機(jī)模塊可以進(jìn)行360度全景監(jiān)控。云臺(tái)機(jī)械臂控制模塊，有效地?cái)U(kuò)大了巡視的范圍。LED指示燈控制模塊106包括對(duì)安裝在巡邏機(jī)器人前端的左、右指示燈和后端的后指示燈進(jìn)行控制，當(dāng)巡邏機(jī)器人左(右)轉(zhuǎn)時(shí)，控制左(右)指示燈點(diǎn)亮，提示左(右)轉(zhuǎn)彎，倒車時(shí)，控制后面的指示燈點(diǎn)亮，提示正在倒車。三個(gè)照明指示燈為常規(guī)車用LED燈。報(bào)警模塊107包括一個(gè)警車常用的信號(hào)燈，當(dāng)巡邏機(jī)器人終端出現(xiàn)電源電壓不穩(wěn)或者是循跡模塊超出量程等現(xiàn)象時(shí)出現(xiàn)報(bào)警信息。
[0041]請(qǐng)參閱圖6，圖6是本發(fā)明實(shí)施例的嵌入式網(wǎng)關(guān)20的模塊結(jié)構(gòu)圖。主要由C0RTEX-A8系列嵌入式微處理器201為核心，并通過外設(shè)接口與設(shè)置于機(jī)器人本體上的GPS/北斗模塊210、3G模塊203、FLASH模塊208、SDRAM模塊209、攝像機(jī)模塊205、傳感器模塊207、無線射頻模塊206連接，并形成了嵌入式網(wǎng)關(guān)20的外圍電路，其中無線射頻模塊206 為 RF433。
[0042]其中，無線射頻模塊206和GPS/北斗模塊210以串口方式分別與嵌入式微處理器201連接，攝像機(jī)模塊205安裝在巡邏機(jī)器人本體的云臺(tái)機(jī)械臂上，其可以直接與嵌入式微處理器201連接，也可以通過以太網(wǎng)接口與嵌入式微處理器201連接來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，還可以通過3G模塊203與嵌入式微處理器201連接來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。3G模塊203以USB方式與嵌入式網(wǎng)關(guān)20相連接。傳感器模塊207通過具有A/D轉(zhuǎn)換功能的I/O接口與嵌入式微處理器201連接，傳感器模塊207包括煙霧傳感器、溫濕度傳感器、PM2.5傳感器、CO傳感器、震動(dòng)傳感器、角度傳感器、水位傳感器、倒車?yán)走_(dá)。其中煙霧傳感器、水位傳感器、溫濕度傳感器、震動(dòng)傳感器分別與嵌入式微處理器201的I/O接口相連。
[0043]遠(yuǎn)程服務(wù)器對(duì)巡邏機(jī)器人的信息進(jìn)行配置，在遠(yuǎn)程服務(wù)器中輸入巡邏機(jī)器人的名稱、IP地址、端口號(hào)等信息后，就可以使巡邏機(jī)器人在線。此時(shí)，通過遠(yuǎn)程服務(wù)器對(duì)巡邏機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，并根據(jù)其信息進(jìn)行判斷及處理，當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警信息時(shí)通過3G模塊203發(fā)送短消息給后臺(tái)人員以及在遠(yuǎn)程服務(wù)器顯示。
[0044]嵌入式網(wǎng)關(guān)20與遠(yuǎn)程服務(wù)器通過3G網(wǎng)絡(luò)通信。嵌入式網(wǎng)關(guān)20通過其CAN驅(qū)動(dòng)模塊202與終端控制芯片10的CAN接口模塊101進(jìn)行通信。嵌入式網(wǎng)關(guān)20的主要功能是CAN驅(qū)動(dòng)模塊202的加載/卸載以及協(xié)議轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)信息的采集。協(xié)議轉(zhuǎn)換是指將遠(yuǎn)程服務(wù)器傳輸?shù)腡CP協(xié)議與巡邏機(jī)器人的CAN協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換，同時(shí)進(jìn)行傳感器模塊207的數(shù)據(jù)采集分析以及無線射頻模塊206的收發(fā)數(shù)據(jù)、攝像機(jī)模塊205的控制功能等。
[0045]嵌入式網(wǎng)關(guān)20采用Linux操作系統(tǒng),通過Linux操作系統(tǒng)動(dòng)態(tài)加載/卸載CAN驅(qū)動(dòng)模塊202到嵌入式微處理器201。首先，遠(yuǎn)程服務(wù)器通過TCP協(xié)議將加載命令發(fā)送到嵌入式網(wǎng)關(guān)20，嵌入式網(wǎng)關(guān)20解包TCP協(xié)議，并根據(jù)其解包后的命令將CAN驅(qū)動(dòng)模塊202加載到嵌入式微處理器201。嵌入式微處理器201和終端控制芯片10通過CAN總線協(xié)議進(jìn)行通信。當(dāng)控制終端10發(fā)生故障時(shí)，嵌入式微處理器201與終端控制芯片10的CAN接口模塊101不能進(jìn)行通訊，通訊連接失敗。當(dāng)通訊連接失敗超過3次時(shí)，遠(yuǎn)端服務(wù)器通過3G網(wǎng)絡(luò)將卸載CAN驅(qū)動(dòng)模塊202的命令發(fā)送到嵌入式微處理器201。嵌入式微處理器201執(zhí)行卸載CAN驅(qū)動(dòng)模塊202的命令。這樣在終端控制芯片10出現(xiàn)故障時(shí)，嵌入式網(wǎng)關(guān)20不受終端控制芯片10的影響，從而保證了嵌入式網(wǎng)關(guān)20的正常運(yùn)行。
[0046]巡邏機(jī)器人的巡邏功能描述如下:
[0047]巡邏機(jī)器人進(jìn)行巡邏的控制方式包括自動(dòng)循跡和手動(dòng)控制方式。其中手動(dòng)控制包括無線遙控和遠(yuǎn)程服務(wù)器遠(yuǎn)程控制。其中，無線遙控模塊206優(yōu)先級(jí)別最高，以確?，F(xiàn)場(chǎng)人員控制的最高權(quán)限。
[0048]遠(yuǎn)程服務(wù)器遠(yuǎn)程控制的工作過程為遠(yuǎn)程服務(wù)器向嵌入式微處理器201發(fā)送控制命令，其中該命令由嵌入式微處理器201解析，嵌入式微處理器201將解析后的命令通過CAN總線傳輸?shù)浇K端控制芯片10。終端控制芯片10通過CAN總線接收到命令后控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，完成巡邏機(jī)器人的巡邏任務(wù)。
[0049]現(xiàn)場(chǎng)人員的無線遙控方式通過嵌入式微處理器201來接收與發(fā)送遙控器的指令，最終通過CAN總線將命令傳輸?shù)浇K端控制芯片10，終端控制芯片10接收命令驅(qū)動(dòng)巡邏機(jī)器人完成巡邏功能。
[0050]其中，自動(dòng)循跡功能主要是通過終端控制芯片10的循跡模塊來實(shí)現(xiàn)完成。
[0051]巡邏機(jī)器人的報(bào)警功能描述如下:
[0052]在指定路線的行走過程中，如果傳感器模塊207檢測(cè)到有害物體，會(huì)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，并通過嵌入式微處理器201及時(shí)傳輸給遠(yuǎn)程服務(wù)器，遠(yuǎn)程服務(wù)器有紅色報(bào)警燈提示，使現(xiàn)場(chǎng)的問題及時(shí)處理。同時(shí)，有害氣體報(bào)警信號(hào)還可以通過3G模塊203發(fā)送短消息給后臺(tái)人員，使后臺(tái)人員能夠在遠(yuǎn)離遠(yuǎn)程服務(wù)器和巡邏現(xiàn)場(chǎng)的情況下，利用移動(dòng)終端對(duì)巡邏機(jī)器人進(jìn)行控制。
[0053]本發(fā)明所述的巡邏機(jī)器人還包括設(shè)在車廂頂部的聲控警燈，該警燈電源開關(guān)的控制端與所述嵌入式微處理器201的I/O 口連接。當(dāng)傳感器模塊207探測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到報(bào)警界限時(shí)，警燈便發(fā)出警示信號(hào)，使現(xiàn)場(chǎng)人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)報(bào)警情況，并做出相應(yīng)的處理，以便保證場(chǎng)所的環(huán)境安全。
[0054]巡邏機(jī)器人的數(shù)據(jù)和視頻采集功能描述如下:
[0055]通過GPS/北斗模塊定時(shí)訪問獲取巡邏機(jī)器人的當(dāng)前位置，并將當(dāng)前位置信息傳輸至遠(yuǎn)程服務(wù)器。
[0056]將傳感器模塊207所采集到的數(shù)據(jù)及視頻信息通過3G模塊203傳給遠(yuǎn)程服務(wù)器，并根據(jù)攝像機(jī)傳回的視頻圖像對(duì)機(jī)械臂的作業(yè)動(dòng)作進(jìn)行實(shí)時(shí)修正，當(dāng)采集到的視頻圖像范圍面積超出遠(yuǎn)程服務(wù)器可監(jiān)控的畫面，有些地方的視頻圖像就接收不到，這樣就要通過升高機(jī)械臂，來擴(kuò)大其攝像機(jī)采集的視野，顯著提高了巡邏和拯救工作的效率和成功率。
[0057]當(dāng)終端控制芯片10出現(xiàn)問題，嵌入式網(wǎng)關(guān)20也可以把現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)視頻以及一些傳感器的數(shù)據(jù)信息通過3G模塊203傳輸?shù)竭h(yuǎn)程服務(wù)器。
[0058]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種巡邏機(jī)器人控制系統(tǒng)，該巡邏機(jī)器人控制系統(tǒng)包括上述實(shí)施例的巡邏機(jī)器人、與巡邏機(jī)器人雙向通信連接的遠(yuǎn)程服務(wù)器，優(yōu)選地，還包括與巡邏機(jī)器人雙向通信連接的移動(dòng)終端。
[0059]上述實(shí)施例的巡邏機(jī)器人及其控制系統(tǒng)，通過將嵌入式網(wǎng)關(guān)和終端控制芯片相連接形成巡邏機(jī)器人的控制系統(tǒng)，降低了機(jī)器人控制的復(fù)雜度和出錯(cuò)率，且實(shí)現(xiàn)了對(duì)巡邏機(jī)器人終端的控制與其他模塊的控制互不影響，避免了當(dāng)巡邏機(jī)器人的控制終端出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)巡邏機(jī)器人其他工作產(chǎn)生影響，而且也更便于對(duì)機(jī)器人終端控制部分進(jìn)行檢測(cè)、維修和更換。另外，采用3G通訊技術(shù)與遠(yuǎn)程服務(wù)器、移動(dòng)終端進(jìn)行無線通信，提高圖像傳輸速度，較好地滿足了視頻圖像的傳輸要求，還可以對(duì)傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行加密，兼容性好，無需專用設(shè)備即可接入互聯(lián)網(wǎng)，而遠(yuǎn)程服務(wù)器和移動(dòng)終端可以及時(shí)獲知巡邏機(jī)器人的故障報(bào)警信息，并對(duì)巡邏機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
[0060]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解為上述實(shí)施例包括的各個(gè)單元只是按照功能邏輯進(jìn)行劃分的，但并不局限于上述的劃分，只要能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能即可；另外，各功能單元的具體名稱也只是為了便于相互區(qū)分，并不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0061]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還可以理解，實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可以在存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，包括R0M/RAM、磁盤、光盤等。
[0062]以上參照【專利附圖】

【附圖說明】了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此局限本發(fā)明的權(quán)利范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員不脫離本發(fā)明的范圍和實(shí)質(zhì)，可以有多種變型方案實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，比如作為一個(gè)實(shí)施例的特征可用于另一實(shí)施例而得到又一實(shí)施例。凡在運(yùn)用本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)，均應(yīng)在本發(fā)明的權(quán)利范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種巡邏機(jī)器人，其特征在于，所述巡邏機(jī)器人包括嵌入式網(wǎng)關(guān)和與所述嵌入式網(wǎng)關(guān)相連接的終端控制芯片，所述嵌入式網(wǎng)關(guān)用于數(shù)據(jù)的采集、分析和傳輸，所述終端控制芯片用于巡邏機(jī)器人終端的控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巡邏機(jī)器人，其特征在于，所述終端控制芯片與所述嵌入式網(wǎng)關(guān)通過CAN總線連接，用于實(shí)現(xiàn)所述終端控制芯片的加載與卸載。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的巡邏機(jī)器人，其特征在于，所述嵌入式網(wǎng)關(guān)包括嵌入式微處理器和動(dòng)態(tài)掛載于所述嵌入式微處理器的CAN驅(qū)動(dòng)模塊；所述終端控制芯片包括CAN接口模塊，并通過所述CAN總線將所述CAN接口模塊與所述嵌入式網(wǎng)關(guān)的CAN驅(qū)動(dòng)模塊相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的巡邏機(jī)器人，其特征在于，所述嵌入式微處理器采用Linux操作系統(tǒng)，所述CAN驅(qū)動(dòng)模塊通過所述Linux操作系統(tǒng)動(dòng)態(tài)掛載和卸載于所述嵌入式微處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的巡邏機(jī)器人，其特征在于，所述嵌入式網(wǎng)關(guān)還包括與所述嵌入式微處理器連接的3G模塊，并通過所述3G模塊與遠(yuǎn)程服務(wù)器雙向無線通信連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的巡邏機(jī)器人，其特征在于，通過所述3G模塊還與移動(dòng)終端雙向無線通信連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1述的機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于，所述終端控制芯片包括機(jī)器人驅(qū)動(dòng)控制模塊、云臺(tái)機(jī)械臂控制模塊和循跡模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1述的機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于，所述嵌入式網(wǎng)關(guān)通過外設(shè)接口與設(shè)置于機(jī)器人本體上的攝像機(jī)模塊、傳感器模塊相連接。
9.一種巡邏機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于，包括巡邏機(jī)器人、與所述巡邏機(jī)器人雙向通信連接的遠(yuǎn)程服務(wù)器； 所述巡邏機(jī)器人為權(quán)利要求1-8任一所述的巡邏機(jī)器人。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的巡機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述巡邏機(jī)器人實(shí)現(xiàn)雙向通信連接的移動(dòng)終端。
【文檔編號(hào)】G05D1/02GK104267727SQ201410526073
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】葛永翠, 丁寧 申請(qǐng)人:深圳市科松電子有限公司