CN106217395A - 一种智能安防机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能安防机器人，包括无线通信单元、红外单元、3D传感器单元、系统处理单元和运动控制单元。本发明提供一种智能安防机器人，家庭机器人可在室内进行四处巡逻功能，通过红外传感器对周围环境进行监测，一旦发现障碍物对其监测是否为障碍物，若是，则进一步确认是否为家庭成员，若否，将会记录其信息，并通过无线通信传送给用户。该智能安防机器人能够在室内进行自主移动、更加灵活、更加智能化、更加友好，能够轻松完成家庭安全巡逻，给用户家庭带来安全的感受。

Description

一种智能安防机器人
技术领域
本发明涉及一种机器人，具体是一种智能安防机器人。
背景技术
随着家庭服务机器人逐渐融入人们的家庭生活，家庭服务机器人也在朝着家庭安防监控的方向在发展。其可以在一定范围进行画面监控，并有效地记录下来。但目前进行有效监控的范围有限，并不能智能识别出危险状况的出现，缺乏智能性市场上的智能安防设备都只在一定范围内进行监控，目前市场上的智能安防设备的监控范围有限，且不能主动识别危险状况，将信息提供给用户。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能安防机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种智能安防机器人，包括无线通信单元、红外单元、3D传感器单元、系统处理单元和运动控制单元，无线通信单元是用户手机和家庭机器人之间通过无线网络进行通信，机器人会根据检测到的不安全信息发送至用户手机中；红外单元是在机器人底部周围安置红外传感器，分布4种不同频率红外线，按其各自所覆盖的范围将区域分为区域1、2、3、4，每一区域又分为安全层、判断层和危险层；机器人在进行四处巡逻时，通过红外传感器对周围环境进行红外线收发检测是否有障碍物，一旦发现障碍物出现在意识层时则交由3D传感器单元进行处理；3D传感器单元是当红外单元检测出某红外区域的判断层出现障碍物时，暂停巡逻，并将3D摄像头转向检测出障碍物的红外区域范围内，对障碍物进行检测，如果识别出当前障碍物为人，则进一步获取其人脸图像信息及外形轮廓信息，并交由数据处理单元进行处理；如果识别出当前障碍物不为人，则将障碍物信息交由数据处理单元进行处理；系统处理单元是存储家庭成员人脸图像信息及外形轮廓信息，并将3D传感器识别到的障碍物相关信息进行比对，分析计算是否为家庭成员，当识别出为家庭成员时，将其视为普通障碍物，控制机器人进行避障，并继续巡逻；当识别出非家庭成员，则将该信息进行记录，并通过无线通信传至用户手机上，如果当前为普通障碍物时，控制机器人进行避障，并继续巡逻；运动控制单元是执行由系统处理单元发出的运动指令。
作为本发明再进一步的方案：当机器人在运行过程中遇到了障碍物时，根据其所处不同检测层次，控制机器人采取不同的运动，当确认障碍物处于判断层时，启动避障程序，根据检测的障碍物信息，机器人查询避障策略表，指导机器人进行避障运动，当机器人处于危险层时，机器人应当停止运动。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供一种智能安防机器人，家庭机器人可在室内进行四处巡逻功能，通过红外传感器对周围环境进行监测，一旦发现障碍物对其监测是否为障碍物（人），若是，则进一步确认是否为家庭成员，若否，将会记录其信息，并通过无线通信传送给用户。该智能安防机器人能够在室内进行自主移动、更加灵活、更加智能化、更加友好，能够轻松完成家庭安全巡逻，给用户家庭带来安全的感受。
附图说明
图1为智能安防机器人的结构示意图。
图2为智能安防机器人中红外区域定义示意图。
图3为智能安防机器人工作流程图。
图4为智能安防机器人直走避障方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～4，本发明实施例中，一种智能安防机器人，包括无线通信单元、红外单元、3D传感器单元、系统处理单元和运动控制单元，无线通信单元是用户手机和家庭机器人之间通过无线网络进行通信，机器人会根据检测到的不安全信息发送至用户手机中；红外单元是在机器人底部周围安置红外传感器，分布4种不同频率红外线，按其各自所覆盖的范围将区域分为区域1、2、3、4，每一区域又分为安全层、判断层和危险层；机器人在进行四处巡逻时，通过红外传感器对周围环境进行红外线收发检测是否有障碍物，一旦发现障碍物出现在意识层时则交由3D传感器单元进行处理；3D传感器单元是当红外单元检测出某红外区域的判断层出现障碍物时，暂停巡逻，并将3D摄像头转向检测出障碍物的红外区域范围内，对障碍物进行检测，如果识别出当前障碍物为人，则进一步获取其人脸图像信息及外形轮廓信息，并交由数据处理单元进行处理；如果识别出当前障碍物不为人，则将障碍物信息交由数据处理单元进行处理；系统处理单元是存储家庭成员人脸图像信息及外形轮廓信息，并将3D传感器识别到的障碍物相关信息进行比对，分析计算是否为家庭成员，当识别出为家庭成员时，将其视为普通障碍物，控制机器人进行避障，并继续巡逻；当识别出非家庭成员，则将该信息进行记录，并通过无线通信传至用户手机上，如果当前为普通障碍物时，控制机器人进行避障，并继续巡逻；运动控制单元是执行由系统处理单元发出的运动指令；当机器人在运行过程中遇到了障碍物时，根据其所处不同检测层次，控制机器人采取不同的运动，当确认障碍物处于判断层时，启动避障程序，根据检测的障碍物信息，机器人查询避障策略表，指导机器人进行避障运动，当机器人处于危险层时，机器人应当停止运动。
本发明的工作原理是：
1.开启四处巡逻功能，家庭机器人底部发出四种红外线覆盖周围环境。
2.当红外传感器检测出某红外区域的判断层出现障碍物时，暂停巡逻，并将3D摄像头转向检测出障碍物的红外区域范围内，对障碍物进行检测识别。
3.若识别当前障碍物为障碍物（人）时，获取障碍物（人）人脸图像信息及外形轮廓信息，与系统中存储的家庭成员信息进行比对判断。
当判断障碍物（人）为家庭成员时，将其视为普通障碍物，控制机器人进行避障，并继续巡逻；
当判断障碍物（人）非家庭成员时，将所获取的相关信息进行记录存储，并通过无线通信传至用户手机上；
若识别当前障碍物为普通障碍物时，控制机器人进行避障，并继续巡逻。
4. 当机器人处于危险层时，机器人应当停止运动，选择合适方向继续巡逻。
5. 本发明智能安防机器人避障方法如下：分别使用DL，DM，DR和DF表示机器人左侧，中间，右侧和防跌落的障碍物距离，本发明的避障方法实行直走避障方法。当机器人需要进行避障处理。我们使用DS为障碍物确认层的临界距离。DFS为防跌落的障碍物临界距离。每次避障时都要记录转动的方向以及移动的距离，在避障之后进行转动补偿，继续恢复为原来的方向行走，避障策略如图4所示。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种智能安防机器人，包括无线通信单元、红外单元、3D传感器单元、系统处理单元和运动控制单元，其特征在于，无线通信单元是用户手机和家庭机器人之间通过无线网络进行通信，机器人会根据检测到的不安全信息发送至用户手机中；红外单元是在机器人底部周围安置红外传感器，分布4种不同频率红外线，按其各自所覆盖的范围将区域分为区域1、2、3、4，每一区域又分为安全层、判断层和危险层；机器人在进行四处巡逻时，通过红外传感器对周围环境进行红外线收发检测是否有障碍物，一旦发现障碍物出现在意识层时则交由3D传感器单元进行处理；3D传感器单元是当红外单元检测出某红外区域的判断层出现障碍物时，暂停巡逻，并将3D摄像头转向检测出障碍物的红外区域范围内，对障碍物进行检测，如果识别出当前障碍物为人，则进一步获取其人脸图像信息及外形轮廓信息，并交由数据处理单元进行处理；如果识别出当前障碍物不为人，则将障碍物信息交由数据处理单元进行处理；系统处理单元是存储家庭成员人脸图像信息及外形轮廓信息，并将3D传感器识别到的障碍物相关信息进行比对，分析计算是否为家庭成员，当识别出为家庭成员时，将其视为普通障碍物，控制机器人进行避障，并继续巡逻；当识别出非家庭成员，则将该信息进行记录，并通过无线通信传至用户手机上，如果当前为普通障碍物时，控制机器人进行避障，并继续巡逻；运动控制单元是执行由系统处理单元发出的运动指令。
2.根据权利要求1所述的智能安防机器人，其特征在于，当机器人在运行过程中遇到了障碍物时，根据其所处不同检测层次，控制机器人采取不同的运动，当确认障碍物处于判断层时，启动避障程序，根据检测的障碍物信息，机器人查询避障策略表，指导机器人进行避障运动，当机器人处于危险层时，机器人应当停止运动。
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