CN108170144A - 一种应用于安防机器人的控制系统及安防机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于安防机器人的控制系统，包括激光雷达模块、处理模块及控制模块；激光雷达模块，用于探测预设范围内的物体的特征点的坐标；处理模块，用于根据坐标通过即时定位与地图构建SLAM算法计算生成三维稠密地图，并根据三维稠密地图通过控制模块控制安防机器人的运动。通过激光雷达探测到的坐标与SLAM算法生成的三维稠密地图比较精确，且该三维稠密地图是实时生成的，安防机器人可以很好地应对环境变化，不会发生碰撞，减少了经济损失，提高了安防区域的安全性。本发明还公开了一种安防机器人，具有如上控制系统相同的有益效果。

Description

一种应用于安防机器人的控制系统及安防机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别是涉及一种应用于安防机器人的控制系统，本发明还涉及一种安防机器人。

背景技术

随着科技的迅速发展，各行各业的自动化及智能化程度越来越高，这其中，机器人在多种行业中起着重要的作用，例如安防机器人等，现有技术中，安防机器人利用摄像机或者红外传感器等装置探测障碍物，当安防机器人所处的环境较为复杂，或者所处的环境发生变化时，由于探测装置的探测速度较慢，很难分析复杂或者突变的环境，安防机器人无法正常地进行障碍物的探测与躲避，容易发生碰撞，无法正常执行安防任务，造成了经济损失，无法保障安防区域的安全。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于安防机器人的控制系统，减少了经济损失，提高了安防区域的安全性；本发明的另一目的是提供一种包括上述控制系统的安防机器人，减少了经济损失，提高了安防区域的安全性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种应用于安防机器人的控制系统，包括激光雷达模块、处理模块及控制模块；

所述激光雷达模块，用于探测预设范围内的物体的特征点的坐标；

所述处理模块，用于根据所述坐标通过即时定位与地图构建SLAM算法计算生成三维稠密地图，并根据所述三维稠密地图通过所述控制模块控制所述安防机器人的运动。

优选地，该控制系统还包括网络传输模块及网络终端；

则所述处理模块还用于将所述三维稠密地图通过所述网络传输模块发送至所述网络终端；

所述网络终端，用于显示所述三维稠密地图。

优选地，所述网络终端还用于：

用户通过其发送控制命令至所述处理模块；

则所述处理模块还用于根据所述控制命令，通过所述控制模块控制所述安防机器人的运动。

优选地，所述激光雷达模块还用于探测所述预设范围内的移动物体的移动速度；

则所述处理模块还用于将所述移动速度通过所述网络传输模块传输至所述网络终端。

优选地，所述网络传输模块为无线网络WIFI。

优选地，所述网络终端为计算机。

优选地，所述激光雷达模块为基于三角测距的激光雷达。

优选地，该控制系统还包括传感模块及报警模块；

所述传感模块用于在探测到所述安防机器人发生碰撞事故时，生成报警信号；

则所述处理模块还用于在接收到所述报警信号后，控制所述报警模块进行报警。

优选地，所述报警模块为蜂鸣器。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种安防机器人，包括如上任一项的应用于安防机器人的控制系统。

本发明提供了一种应用于安防机器人的控制系统，包括激光雷达模块、处理模块及控制模块；激光雷达模块，用于探测预设范围内的物体的特征点的坐标；处理模块，用于根据坐标通过即时定位与地图构建SLAM算法计算生成三维稠密地图，并根据三维稠密地图通过控制模块控制安防机器人的运动。

可见，本发明中，处理模块能够根据激光雷达模块探测到的预设范围内的物体的特征点的坐标，通过SLAM算法计算生成三维稠密地图，并根据三维稠密地图，通过控制模块控制安防机器人的运动，激光雷达测量坐标的速度较快，通过激光雷达探测到的坐标与SLAM算法生成的三维稠密地图比较精确，且该三维稠密地图是实时生成的，安防机器人可以很好地应对复杂以及变化的环境，不会发生碰撞，减少了经济损失，提高了安防区域的安全性。

本发明还提供了一种安防机器人，具有如上控制系统相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种应用于安防机器人的控制系统的结构示意图；

图2为本发明提供的另一种应用于安防机器人的控制系统的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种应用于安防机器人的控制系统，减少了经济损失，提高了安防区域的安全性；本发明的另一核心是提供一种包括上述控制系统的安防机器人，减少了经济损失，提高了安防区域的安全性。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

请参考图1，图1为本发明提供的一种应用于安防机器人的控制系统的结构示意图，包括激光雷达模块1、处理模块2及控制模块3；

激光雷达模块1，用于探测预设范围内的物体的特征点的坐标；

处理模块2，用于根据坐标通过SLAM(simultaneous localization and mapping，即时定位与地图构建)算法计算生成三维稠密地图，并根据三维稠密地图通过控制模块3控制安防机器人的运动。

考虑到上述背景技术中的技术问题，本发明中采用激光雷达模块1来获取预设范围内的物体的特征点的坐标，处理模块2可以根据特征点的坐标以及SLAM算法计算生成三维稠密地图，然后根据生成的三维稠密地图通过控制模块3来控制安防机器人的运动，其中，激光雷达模块测量物体特征点的坐标比较精确，进而通过SLAM算法可以计算出精确的三维稠密地图，在精确的三维稠密地图的导航下，安防机器人不会再发生碰撞到障碍物的情况，且此三维稠密地图是实时生成的，当环境变化时，三维稠密地图也自然是变化的，不会再像现有技术中那样，因为环境的复杂或者环境的突变而导致安防机器人碰撞到障碍物，减少了经济损失，提高了安防区域的安全性。

具体的，激光雷达模块1的种类可以有很多种，例如基于三角测距的激光雷达等，本发明在此不做限定。

其中，激光雷达模块1测量物体的特征点的坐标的方法可以有很多种，例如，可以在发射激光时记录激光的发射时间与发射方向，并记录该激光返回时的返回时间，通过发射时间及返回时间的时间差以及发射方向，便可以计算出基于激光雷达中的激光发射器的特征点的坐标，在安防机器人移动预设距离后，可以再次计算物体的特征点的坐标，最后，根据两次计算出的特征点的坐标以及安防机器人的移动距离及移动方向便可得到三维稠密地图。在每次计算物体的特征点的坐标的时候，可以计算出该物体所有的特征点的坐标，以便得到精确的三维稠密地图。

当然，除了上述方法外，还可以采用其他的方法测量物体的特征点的坐标，本发明在此不做限定。

具体的，激光雷达模块1的探测范围可以预先设置，可以根据需求进行选择，本发明在此不做限定。

具体的，SLAM算法具有精确、简单及稳定等优点。

其中，处理模块2可以为CPU等处理模块2，本发明在此不做限定。

另外，控制模块3可以为多种类型的安防机器人的控制模块3，可以根据不同的需求进行不同的选择，本发明在此不做限定。

本发明提供了一种应用于安防机器人的控制系统，包括激光雷达模块、处理模块及控制模块；激光雷达模块，用于探测预设范围内的物体的特征点的坐标；处理模块，用于根据坐标通过即时定位与地图构建SLAM算法计算生成三维稠密地图，并根据三维稠密地图通过控制模块控制安防机器人的运动。

可见，本发明中，处理模块能够根据激光雷达模块探测到的预设范围内的物体的特征点的坐标，通过SLAM算法计算生成三维稠密地图，并根据三维稠密地图，通过控制模块控制安防机器人的运动，激光雷达测量坐标的速度较快，通过激光雷达探测到的坐标与SLAM算法生成的三维稠密地图比较精确，且该三维稠密地图是实时生成的，安防机器人可以很好地应对复杂以及变化的环境，不会发生碰撞，减少了经济损失，提高了安防区域的安全性。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，该控制系统还包括网络传输模块4及网络终端5；

则处理模块2还用于将三维稠密地图通过网络传输模块4发送至网络终端5；

网络终端5，用于显示三维稠密地图。

具体的，本发明实施例中，处理模块2可以将三维稠密地图通过网络传输模块4发送至网络终端5，此种情况下，用户便可以通过网络终端5观测到安防机器人所处环境的实时的三维稠密地图，当用户发现异常时，可以及时地对安防机器人进行控制，以免机器人发生碰撞造成经济损失，也可以通过实时的三维稠密地图观察安防区域内的异常状况，有利于提高安防区域的安全性。

其中，网络传输模块4可以为例如WIFI(WIreless-Fidelity，无线网络)或4G网络或有线传输模块等，本发明在此不做限定。

具体的，网络终端5可以为例如计算机，手机等网络终端5，还可以为单独的一块显示器等，本发明在此不做限定。

作为一种优选的实施例，网络终端5还用于：

用户通过其发送控制命令至处理模块2；

则处理模块2还用于根据控制命令，通过控制模块3控制安防机器人的运动。

具体的，本发明实施例中，用户可以通过网络终端5发送控制命令至处理模块2，以实现远程控制，而不用到达现场进行控制，控制比较迅速，例如，当用户通过网络终端5发现三维稠密地图中没有合适的道路供安防机器人运动时，可以通过网络终端5发送停止运动的命令至处理模块2，以控制安防机器人停止运动，以免造成经济损失。

当然，除了停止运动命令外，控制命令还可以包括其他的例如方向指令等，本发明在此不做限定。

作为一种优选的实施例，激光雷达模块1还用于探测预设范围内的移动物体的移动速度；

则处理模块2还用于将移动速度通过网络传输模块4传输至网络终端5。

考虑到现有技术中，安防区域内可能会发生安防人员与不法份子发生冲突的情况，人员以及物体可能发生较大速度的移动，用户无法及时发现险情并做出应对的话便会造成不法分子逃跑或者财产损失等，本发明实施例中，激光雷达模块1可以探测预设范围内的移动物体的移动速度，处理模块2可以将移动速度传输至网络终端5，用户可以在例如三维稠密地图中观察到移动物体的移动速度，例如观察到某人的移动速度为6米每秒，便可以去现场进行查看，以免发生意外，进一步提高了安防区域的安全性。

具体的，预设范围可以根据需求进行设定，本发明在此不做限定。

另外，还可以预先设置一个报警速度，当移动速度大于报警速度时，才会将移动速度发送至网络终端5，减少了数据的传输量，节约了电能。

作为一种优选的实施例，网络传输模块4为无线网络WIFI。

具体的，WIFI具有普及度高、传输速度快及价格低等优点。

当然，除了WIFI外，网络传输模块4还可以为其他的网络传输模块4，本发明在此不做限定。

作为一种优选的实施例，网络终端5为计算机。

具体的，计算机具有功能强大、价格低及运算速度快等优点。

当然，除了计算机外，网络终端5还可以为其他的网络终端5，本发明在此不做限定。

作为一种优选的实施例，激光雷达模块1为基于三角测距的激光雷达。

具体的，基于三角测距的激光雷达具有价格低及精准度高等优点。

当然，除了基于三角测距的激光雷达外，激光雷达模块1还可以为其他种类的激光雷达模块1，本发明在此不做限定。

作为一种优选的实施例，该控制系统还包括传感模块6及报警模块7；

传感模块6用于在探测到安防机器人发生碰撞事故时，生成报警信号；

则处理模块2还用于在接收到报警信号后，控制报警模块7进行报警。

为了更好地对本发明实施例进行说明，请参考图2，图2为本发明提供的另一种应用于安防机器人的控制系统的结构示意图，包括激光雷达模块1、处理模块2、控制模块3、网络传输模块4、网络终端5、传感模块6及报警模块7。

具体的，激光雷达模块1可能存在发生故障的情况，安防机器人便会很容易发生碰撞，或者因为人为原因造成安防机器人发生碰撞，此种情况下，便会造成经济损失以及安防区域的安全性降低，本发明实施例中，传感模块6可以在探测到安防机器人发生碰撞事故时生成报警信号，处理模块2在接收到报警信号后便会控制报警模块7进行报警，以提醒用户，用户能够及时地对碰撞事故进行处理，排除险情，减小损失。

具体的，传感模块6可以有多种类型，例如振动传感器等，本发明在此不做限定。

另外，报警模块7可以有多种类型，例如蜂鸣器等，本发明在此不做限定。

作为一种优选的实施例，报警模块7为蜂鸣器。

具体的，蜂鸣器具有价格低、结构简单及警示效果好等优点。

当然，除了蜂鸣器外，报警模块7还可以为其他种类的报警模块7，本发明在此不做限定。

本发明还提供了一种安防机器人，包括如上任一项的应用于安防机器人的控制系统。

对于本发明提供的安防机器人的介绍请参照上述控制系统的实施例，本发明在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种应用于安防机器人的控制系统，其特征在于，包括激光雷达模块、处理模块及控制模块；

所述激光雷达模块，用于探测预设范围内的物体的特征点的坐标；

所述处理模块，用于根据所述坐标通过即时定位与地图构建SLAM算法计算生成三维稠密地图，并根据所述三维稠密地图通过所述控制模块控制所述安防机器人的运动。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，该控制系统还包括网络传输模块及网络终端；

则所述处理模块还用于将所述三维稠密地图通过所述网络传输模块发送至所述网络终端；

所述网络终端，用于显示所述三维稠密地图。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述网络终端还用于：

用户通过其发送控制命令至所述处理模块；

则所述处理模块还用于根据所述控制命令，通过所述控制模块控制所述安防机器人的运动。

4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述激光雷达模块还用于探测所述预设范围内的移动物体的移动速度；

则所述处理模块还用于将所述移动速度通过所述网络传输模块传输至所述网络终端。

5.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述网络传输模块为无线网络WIFI。

6.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述网络终端为计算机。

7.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述激光雷达模块为基于三角测距的激光雷达。

8.根据权利要求1-7任一项所述的控制系统，其特征在于，该控制系统还包括传感模块及报警模块；

所述传感模块用于在探测到所述安防机器人发生碰撞事故时，生成报警信号；

则所述处理模块还用于在接收到所述报警信号后，控制所述报警模块进行报警。

9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述报警模块为蜂鸣器。

10.一种安防机器人，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的应用于安防机器人的控制系统。