一種面向視覺監(jiān)控的自動導航巡邏機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種面向視覺監(jiān)控的自動導航巡邏機器人，其包括車體、攝像頭、云臺、主機、無線模塊、探照燈、報警裝置、紅外傳感器等硬件設備。它主要采用視覺技術、道路識別及控制技術和無線通信技術。將采集的視頻圖像數(shù)據(jù)傳輸裝置傳給主機，主機對圖像進行分析處理，識別出道路情況，從而實現(xiàn)自動導航。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，主機控制驅(qū)動裝置實現(xiàn)巡邏車的運動控制；同時控制云臺上下、左右的運動，從而在服務器上就顯示周圍的環(huán)境情況，達到監(jiān)控的作用。
【專利說明】一種面向視覺監(jiān)控的自動導航巡邏機器人 1.

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種面向視覺監(jiān)控的自動導航巡邏機器人，尤其是采用視覺技 術、道路識別及控制技術和無線通信技術實現(xiàn)遠程操作與監(jiān)控。 2.

【背景技術】
[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 需要巡邏機器人進行實時的監(jiān)視，同時實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)有的巡邏機器人的通用性不強、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，且費用較高。采用保安巡邏機器人實行定時、定點監(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. 實用新型內(nèi)容
[0004] 本實用新型提供一種實用性好、功能強的遠程控制巡邏機器人，克服了現(xiàn)有的巡 邏機器人的通用性不強、易用性存在缺陷，且識別率不高的問題，可以達到后臺遠程操作控 制并自主識別道路，進行精確的巡邏工作。
[0005] 本實用新型巡邏機器人包括：車體、攝像頭、云臺、主機、無線模塊、探照燈、報警裝 置、紅外傳感器、伺服驅(qū)動等硬件設備以及運行在主機上的視頻采集模塊、無線通信模塊、 信息處理模塊。
[0006] 巡邏機器人運行流程如下：攝像頭攝取視頻圖像數(shù)據(jù)傳給主機，主機對圖像做分 析處理并進行道路識別、跟蹤，獲得有效的車道線，經(jīng)過處理后能夠?qū)崿F(xiàn)自動導航。同時操 作者根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)可以進行實時操作，控制小車的運行。
[0007] 其中，主機是巡邏機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 與服務器進行連接控制，另外本系統(tǒng)運行在主機上。
[0008] 所述的視頻采集模塊是巡邏機器人視頻采集裝置的重要部分，其運用VFW采集視 頻；對采集的視頻只取一幀并進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)送給主機進行顯示；車頭的攝像頭是進行道路監(jiān)控，通過 視頻采集模塊將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給主機進行數(shù)據(jù)處理。
[0010] 所述的信息處理模塊主要包括遠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型的隨機霍夫 變換方法來對圖像進行道路識別與跟蹤；遠程操作信息處理模塊對獲取的車道線進行處 理，并接收遠程操作命令；非視覺傳感器信息采集模塊將采集的信息反饋到主服務器上并 顯不。
[0011] 所述的伺服驅(qū)動裝置，其主要是從主機或服務器上得到操控命令后控制巡邏機器 人的運行，從而達到遠程精確控制巡邏機器人。
[0012] 所述的報警裝置，其主要是作為道路障礙及巡邏車受損的情況下的預警，形式是 以發(fā)出視覺形式的警報。所述的探照燈裝置，其主要用于巡邏機器人在現(xiàn)場亮度不夠的情 況下進行定點照明。所述的紅外探測裝置，其主要是進行巡邏機器人周圍環(huán)境的檢測，看巡 邏車是否有碰撞的可能。
[0013] 本實用新型是一種具有自動導航、遠程操作與監(jiān)控等功能的巡邏機器人，使得巡 邏切實有效。 4.

【專利附圖】

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

【具體實施方式】
[0021] 如圖1和圖2所示，本實用新型巡邏機器人硬件設備包括車體、攝像頭、云臺、主 機、無線模塊、探照燈、報警裝置、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，主機通過信息處理模塊對圖像進行分析處理，識別出道路情況，從而實現(xiàn)自動導航。 主機根據(jù)處理過的數(shù)據(jù)發(fā)送控制命令給伺服驅(qū)動裝置實現(xiàn)巡邏車的運動控制；同時控制攝 像頭云臺來控制攝像頭的上下、左右的運動，再通過無線模塊，在服務器上就顯示周圍的環(huán) 境情況，達到監(jiān)控的作用。
[0022] 如圖3所示，云臺攝像頭運用視頻采集模塊對采集的視頻只取一幀，然后在服務 器的視頻窗口里面來進行視頻圖像的顯示，在進行視頻的編碼處理，最后對其進行存儲操 作。
[0023] 如圖4和圖5所示，圖4和圖5是網(wǎng)絡攝像頭攝取圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給服務器，主機通 過信息處理裝置對其采集的圖像就行預處理后，采用連通區(qū)域搜索矢量化和改進型的隨機 霍夫變換方法來對圖像進行道路識別與跟蹤；得到車道線并進行處理。
[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 信息來實時監(jiān)測及發(fā)送指令，驅(qū)動裝置得到命令進行巡邏機器人的控制。
[0025] 如圖7所示，圖7是對將服務器的命令傳給巡邏機器人，使其按照操作者的意圖來 運動及監(jiān)控周圍環(huán)境，同時也是巡邏機器人與服務器之間交換數(shù)據(jù)的一個通道，可以很好 的協(xié)調(diào)各巡邏機器人工作。
[0026] 本實用新型巡邏機器人除了上述的一些功能外，還有報警裝置、探照燈裝置、紅外 探測裝置，能根據(jù)周圍環(huán)境情況做出相應的處理與預警。
【權利要求】
1. 一種面向視覺監(jiān)控的自動導航巡邏機器人，其包括車體、攝像頭、云臺、主機、探照 燈、報警裝置、紅外傳感器、伺服驅(qū)動裝置；其特征在于：巡邏機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而控制機器人的運動，同時能與服務器進行實時的交互。
2. 根據(jù)權利要求1所述的巡邏機器人，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；車頭的攝像頭是進行道路識別。
3. 根據(jù)權利要求1所述的巡邏機器人，其特征在于：無線模塊主要把巡邏機器人的所 有信息通過局域網(wǎng)傳輸給服務器。
4. 根據(jù)權利要求1所述的巡邏機器人，其特征在于：運行在主機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)權利要求4所述的巡邏機器人，其特征在于：道路識別模塊將采用連通區(qū)域搜 索矢量化和改進型的隨機霍夫變換方法來對圖像進行道路識別與跟蹤；遠程操作信息處理 模塊對獲取的車道線進行處理，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 的信息反饋到服務器上并顯示。
6. 根據(jù)權利要求1所述的巡邏機器人，其特征在于：操作者可以在服務器上就獲得的 車道信息進行遠程操作并發(fā)送命令；伺服驅(qū)動裝置根據(jù)相應的命令進行小車運動的控制， 從而達到巡邏的目的。
7. 根據(jù)權利要求1所述的巡邏機器人，其特征在于：道路識別攝像頭安裝在巡邏機器 人的車頭，紅外傳感器安裝在巡邏機器人的側(cè)面，報警裝置安裝在機器人的前面，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)機電工程有限公司, 林礪宗