CN108703126A - 自动移动激光灭蚊器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动移动激光灭蚊器，包括电源机构、自动移动机构，识别蚊子机构、图像处理机构、灭杀蚊子机构。自动移动机构包括四个自动探测障碍物的红外线探测仪、两个不同电机控制的轮子和一个可以各方向移动的球形滚珠。识别蚊子机构包括三个摄像头，两个无死角移动的激光笔，可实现无死角发现蚊子，并将信息传输到图像处理机构。图像处理机构包括一个可进行图像处理的DSP处理器，可控制电机的转动驱使激光笔发射激光。灭杀蚊子机构包括一个无死角移动的激光笔，激光笔由三个旋转装置支撑，能让激光到达上空一定范围内的随意位置。本发明具有方便操作，准确灭蚊的优点。

Description

自动移动激光灭蚊器

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种自动移动激光灭蚊器。

背景技术

现有的灭蚊方法，包括化学杀灭、物理杀灭，化学杀灭包括用各种化学试剂灭杀，物理杀灭包括高压电杀灭，激光杀灭等。其中激光杀灭是用激光作为杀灭武器，有关技术可参考中国专利激光灭蚊机200410081488.1、中国专利激光灭蚊器201210176138.8和美国知识风险公司2008年的一个同类设计。但是，在实际的运作中，以上所述的激光灭蚊器要么固定在一个地方无法实现大范围的灭杀蚊子，要么灭杀蚊子的效率低下，因此，目前亟待在之前的激光灭蚊器基础上做出改进，即增大激光灭蚊器的灭杀范围、提高灭杀精度以提高杀灭效率。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种自动移动激光灭蚊器，该灭蚊器采用激光作为杀灭蚊子的能量源，在此基础上增加用DSP控制伺服电机使激光灭蚊器自动移动的功能和用DSP控制支撑装置和激光笔无死角灭杀蚊子的功能，以达到激光灭蚊器能自动巡游高效率灭杀蚊子。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种自动移动激光灭蚊器，所述的自动移动激光灭蚊器包括工作台和行进装置，工作台上端设置有1个击杀激光笔、2个红外线探测激光笔和3个摄像头，工作台内部设置有DSP处理器、电池以及连接线路，工作台下端通过4个上板与下板连接杆与行进装置的底盘相连接；

所述的行进装置包括底盘、球形滚珠、球形滚珠控制伺服电机、2个轮子、2个轮子控制伺服电机，其中，球形滚珠安装在球形滚珠控制伺服电机上，2个轮子分别安装在2个轮子控制伺服电机，球形滚珠控制伺服电机和2个轮子控制伺服电机分别通过球形滚珠控制伺服电机安装机构和2个伺服电机安装机构固定在底盘上。

进一步地，所述的击杀激光笔、所述的红外线探测激光笔以及所述的摄像头分别通过支架安装机构和支架旋转机构固定在所述的工作台上，实现自由角度旋转。

进一步地，所述的击杀激光笔位于工作台上表面的圆心处，所述的2个红外线探测激光笔分别位于所述的击杀激光笔的两侧，三者处于同一直线。

进一步地，所述的3个摄像头分别通过安装支架等间距固定在工作台上表面的边缘处，分别通过连接线路与DSP处理器连接。

进一步地，所述的球形滚珠处于底盘的圆心处，所述的2个轮子分别分布在球形滚珠的两侧，三者处于一条直线上，所述的2个轮子实现自动移动激光灭蚊器直线前后运动，所述的球形滚珠实现自动移动激光灭蚊器运动方向的变化，以达到全方位运动的效果。

进一步地，所述的DSP处理器通过连接线路分别连接击杀激光笔、红外线探测激光笔、摄像头和各个电机，控制自动移动激光灭蚊器自由移动、红外线探测激光笔自动探测墙壁、计算蚊子空间位置、预判蚊子行动轨迹、摄像头拍照后传给DSP处理器进行图像处理、控制击杀激光笔激光灭杀蚊子。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

本发明公开了一种自动移动激光灭蚊器，包括电源机构、自动移动机构、识别蚊子机构、图像处理机构、灭杀蚊子机构。由于存在自动移动机构，激光灭蚊器能在房间内按照一定的轨迹自动移动寻找蚊子，大大增强了激光灭蚊器的工作范围和工作效率。此外，设置了DSP处理器进行图像处理，能够更精确地识别蚊子并且利用激光击杀，提高灭蚊效率。

附图说明

图1是本发明公开的自动移动激光灭蚊器的组成结构图；

图2是本发明公开的自动移动激光灭蚊器的灭蚊步骤流程图；

其中：11-激光笔，12-摄像头，13-功能按钮，14-电池，15-红外线探测仪，16-DSP处理器，17-电机。

具体实施方式

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。

实施例一

一种自动移动激光灭蚊器，包括电源机构、自动移动机构、识别蚊子机构、图像处理机构、灭杀蚊子机构。电源机构分别与自动移动机构、识别蚊子机构、图像处理机构、灭杀蚊子机构连接。电源机构驱动各个机构运转，自动移动机构实现机器的全方位运动，通过识别蚊子机构传达的信息，图像处理机构精确处理，从而实现灭蚊机构的准确操作。

其中，所述的电源机构可以给机器供电。进行充电后，电源机构给自动移动机构、识别蚊子机构、图像处理机构、灭杀蚊子机构提供能量。

其中，所述的自动移动激光灭蚊器，可以分为工作台和行进装置。其中工作台上端包括1个击杀激光笔支架安装机构、2个红外线探测激光笔支架安装机构、1个击杀激光笔支架旋转机构、2个红外线探测激光笔支架旋转机构、3个摄像头安装机构、3个摄像头旋转机构。工作台内部包括DSP处理器、电池以及连接线路。工作台下端通过4个上板与下板连接杆与行进装置相连接的底盘。行进装置包括底盘、2个轮子安装机构、2个伺服电机安装机构、2个轮子、2个轮子控制伺服电机。

自动移动机构包括击杀激光笔支架安装机构I、红外线探测激光笔支架安装机构Ⅱ、红外线探测激光笔支架安装机构Ⅲ、击杀激光笔支架旋转机构I、红外线探测激光笔支架旋转机构Ⅱ、红外线探测激光笔支架旋转机构Ⅲ、摄像头安装机构I、摄像头安装机构Ⅱ、摄像头安装机构Ⅲ、摄像头旋转机构I、摄像头旋转机构Ⅱ、摄像头旋转机构Ⅲ、伺服电机安装机构I、伺服电机安装机构Ⅱ、轮子安装机构I、轮子安装机构Ⅱ、激光笔安装机构I、红外线探测激光笔安装机构Ⅱ、红外线探测激光笔安装机构Ⅲ、上板、下板、上板与下板连接杆I、上板与下板连接杆Ⅱ、上板与下板连接杆Ⅲ、上板与下板连接杆Ⅳ、DSP处理器安装机构、球形滚珠、球形滚珠控制伺服电机、激光笔支架旋转控制伺服电机I、红外线探测激光笔支架旋转控制伺服电机Ⅱ、红外线探测激光笔支架旋转控制伺服电机Ⅲ、摄像头旋转控制伺服电机I、摄像头旋转控制伺服电机Ⅱ、摄像头旋转控制伺服电机Ⅲ、轮子I、轮子Ⅱ、轮子控制伺服电机I、轮子控制伺服电机Ⅱ。

工作台上表面通过螺钉和垫片固定激光笔支架，支架通过定位销连接红外线探测激光笔Ⅱ和红外线探测激光笔Ⅲ。工作台上表面设有一个垫块以消除视野盲区，可提高杀伤激光的高度，防止被红外线探测激光笔Ⅱ和红外线探测激光笔Ⅲ挡到。在垫块上设有螺钉和垫片固定击杀激光笔支架，支架通过定位销连接击杀激光笔I。旋转控制电机通过螺钉和垫片固定在上板的下面。然后通过摄像头旋转电机控制激光笔的旋转运动。击杀激光笔I位于工作台上表面的圆心处，红外线探测激光笔Ⅱ和红外线探测激光笔Ⅲ分别位于击杀激光笔I的两侧，三者处于同一直线。击杀激光笔与探测激光笔的区别是它的激光频率更高并且只有在探测到蚊子位置后才会打开。击杀激光笔支架I、红外线探测激光笔支架Ⅱ、红外线探测激光笔支架Ⅲ，它们可以支持激光到达上空一定范围内的随意位置。它们分别安装在击杀激光笔支架安装机构I、红外线测距激光笔支架安装机构Ⅱ、红外线测距激光笔支架安装机构Ⅲ上，并且激光笔支架下部分有一个小电机可以控制激光笔与激光笔支架连接处的旋转。激光笔主要分为上、下两部分，激光笔的下部分钻有一个小孔，主要为了实现和激光笔支架的连接，激光笔的上部分主要用于实现发出额定频率激光的功能。而且通过激光笔下部分与激光笔支架连接部分的旋转，激光笔可以实现一个平面的转动，再加上激光笔安装机构本身的旋转，可以实现激光笔全方位的扫描。其作用为：击杀激光笔I在得到DSP处理器的击杀指令时发射高能量激光将目标击杀；红外线探测激光笔Ⅱ和红外线探测激光笔Ⅲ进行红外线测距通过数据线将距离信息传递至DSP处理器，DSP处理器计算出击杀目标的空间位置。

在工作台上表面的中间安装固定有用于摄像头I、Ⅱ、Ⅲ的安装支架，摄像头I、Ⅱ、Ⅲ通过其大小和形状与安装支架的配合固定在安装支架上，安装支架I、Ⅱ、Ⅲ与各自的旋转控制电机连接并且由旋转控制电机的主杆支撑在上板给其预留的空间内，旋转控制电机通过螺钉和垫片固定在上板的下面。然后通过摄像头旋转电机控制摄像头的旋转运动。摄像头安装机构下部有一个小孔，可以让摄像头的数据线从小孔插到DSP控制器上，从而实现DSP控制器对摄像头的控制作用。三个摄像头I、Ⅱ、Ⅲ均匀分布在工作台上表面的边缘处。其作用为：360°无死角拍摄蚊子的照片，通过数据线传输给DSP处理器进行处理识别，判断是否为击杀目标。

工作台内部DSP处理器、电池以及连接线路。DSP处理器通过螺丝等固定方式固定在下板中间处，通过数据线控制各个电机、激光笔、摄像头、红外线探测器等装置，其作用包括控制机器自由移动、红外线探测仪自动探测墙壁、计算蚊子空间位置、预判蚊子行动轨迹、摄像头拍照后传给DSP进行图像处理、控制激光灭杀蚊子等功能。电池位于工作台内部中心区域其电路分别连接工作台上表面的激光笔支架旋转控制伺服电机I、红外线探测激光笔支架旋转控制伺服电机Ⅱ、红外线探测激光笔支架旋转控制伺服电机Ⅲ、摄像头旋转控制伺服电机I、摄像头旋转控制伺服电机Ⅱ、摄像头旋转控制伺服电机Ⅲ；工作台下表面的轮子控制伺服电机I、轮子控制伺服电机Ⅱ、球形滚珠控制伺服电机。

工作台下表面通过上板与下板连接杆I、上板与下板连接杆Ⅱ、上板与下板连接杆Ⅲ、上板与下板连接杆Ⅳ与底盘进行连接，轮子安装固定在轮子控制伺服电机上，轮子控制伺服电机安装在底盘上；球形滚珠安装固定在球形滚珠控制伺服电机上，球形滚珠控制伺服电机安装在底盘上。球形滚珠处于底盘的圆心处，轮子I和轮子Ⅱ分别分布在球形滚珠的两侧，三者处于一条直线上。其作用为:轮子I和轮子Ⅱ使得机器人进行直线前后运动，球形滚珠实现运动方向的变化，以达到全方位运动的效果。

上述的自动移动激光灭蚊器，包括三个以上的摄像头，实现全方位拍摄。

自动移动机构包括红外线探测激光笔Ⅱ和红外线探测激光笔Ⅲ、DSP处理器、轮子I、轮子Ⅱ、轮子控制伺服电机I、轮子控制伺服电机Ⅱ、球形滚珠、球形滚珠控制伺服电机组成。红外线探测激光笔Ⅱ和红外线探测激光笔Ⅲ通过红外线测距测量运动方向上的阻挡物距离，并将信号输入至DSP处理器，DSP处理器判断此距离是否满足改变机器运动轨迹的条件,倘若满足，DSP处理器将输出指令至轮子控制伺服电机I、轮子控制伺服电机Ⅱ和球形滚珠控制伺服电机进行转向。

上述自动移动机构包括红外线探测仪、移动装置、DSP控制器连接而成，从而实现激光灭蚊器在有障碍的房间内按照一定的轨迹自动巡游灭杀蚊子。

红外线探测仪能发射向上和四周方向的红外线，既能探测墙壁使激光灭蚊器自动转向，也能探测上方的桌子保护激光笔不被破坏。

DSP处理器具有图像处理、控制激光笔和支撑装置、控制激光灭蚊器自动移动的功能。

三个或多个激光笔及支撑装置包括可以无死角旋转的支撑装置和无死角转动的激光笔。

实施例二

如图1中公开的自动移动激光灭蚊器的组成结构图所示，该自动移动激光灭蚊器，包括有击杀蚊子的激光笔11、寻找蚊子的摄像头12、启停装置的功能按钮13、提供装置电力的电池14、探测障碍物的红外探测仪15、整个装置的DSP处理器16和控制轮子速度的电机17。

整体：系统开机后，自动移动灭蚊器开始自动巡游，同时摄像头开始采集图像，激光笔开始测距，DSP处理器也开始处理摄像头传来的图片和激光笔传来的信息，当辨识有蚊子时开始跟踪，调节激光笔方向，完成调节时发射激光脉冲，杀伤蚊子或破坏蚊子翅膀。

该自动移动激光灭蚊器可以对蚊子进行提前位置预测：因为摄像到发射激光要经过一个延迟，这个延迟可能导致发射的激光无法击中蚊子，所以瞄准要纳入提前量的考虑。不妨设蚊子飞行轨迹是线性轨迹，即在比较短的时间内是直线飞行，通过对蚊子加速度的计算，可以预测蚊子的位置，使得激光刚好能射中蚊子。

自动移动机构：如图1所示，启动自动激光灭蚊器后，其按照DSP控制器16原先编写的程序进行运动。同时红外探测仪15持续发射红外线探测周围障碍物，当检测到有障碍物时，发送信号到DSP控制器16，DSP控制器16发送信号给电机17，控制左右轮子向障碍物的相反方向运动。

识别蚊子机构：四个红外线探测仪向其各自一定范围内发送红外线，且范围能覆盖整个机器，这样当遇到障碍物时候就能预知障碍物的具体位置并发送信号给DSP控制器进行处理。

图像处理机构：三个摄像头，对准空中一个区域，它们同时作图片采集，将图片传给DSP处理器后，通过DSP建立蚊子的图形特征，这些特征可以是面积、纹理、灰度、飞行速度等，然后在实时识别算法中判断目标是否符合来实现；同时，本发明有三个激光笔，旁边两个激光笔用来结合摄像头进行测量蚊子的空间位置，激光笔将测量结果传给DSP处理器；识别为蚊子目标后，计算目标的实时坐标，三个摄像头和两个激光笔产生的信号可以得到三个坐标，结合起来可以计算出蚊子相对于摄像头的三维空间坐标，进而计算出激光笔应该对准的方向，根据这个计算结果调节激光笔的位置，据此对准目标，发射激光束击杀蚊子。

灭杀蚊子机构：如图1所示，蚊子在空中飞舞时，通过摄像头12摄像和激光笔11测距后传给DSP控制器16，可以对蚊子进行识别，并提取其三维坐标，然后控制激光笔11对准蚊子，并向其发射激光，激光的热作用瞬间摧毁蚊子身体组织(主要是水分和碳水)。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种自动移动激光灭蚊器，其特征在于，所述的自动移动激光灭蚊器包括工作台和行进装置，工作台上端设置有1个击杀激光笔、2个红外线探测激光笔和3个摄像头，工作台内部设置有DSP处理器、电池以及连接线路，工作台下端通过4个上板与下板连接杆与行进装置的底盘相连接；

所述的行进装置包括底盘、球形滚珠、球形滚珠控制伺服电机、2个轮子、2个轮子控制伺服电机，其中，球形滚珠安装在球形滚珠控制伺服电机上，2个轮子分别安装在2个轮子控制伺服电机，球形滚珠控制伺服电机和2个轮子控制伺服电机分别通过球形滚珠控制伺服电机安装机构和2个伺服电机安装机构固定在底盘上。

2.根据权利要求1所述的自动移动激光灭蚊器，其特征在于，所述的击杀激光笔、所述的红外线探测激光笔以及所述的摄像头分别通过支架安装机构和支架旋转机构固定在所述的工作台上，实现自由角度旋转。

3.根据权利要求1所述的一种自动移动激光灭蚊器，其特征在于，所述的击杀激光笔位于工作台上表面的圆心处，所述的2个红外线探测激光笔分别位于所述的击杀激光笔的两侧，三者处于同一直线。

4.根据权利要求1所述的自动移动激光灭蚊器，其特征在于，所述的3个摄像头分别通过安装支架等间距固定在工作台上表面的边缘处，分别通过连接线路与DSP处理器连接。

5.根据权利要求1所述的自动移动激光灭蚊器，其特征在于，所述的球形滚珠处于底盘的圆心处，所述的2个轮子分别分布在球形滚珠的两侧，三者处于一条直线上，所述的2个轮子实现自动移动激光灭蚊器直线前后运动，所述的球形滚珠实现自动移动激光灭蚊器运动方向的变化，以达到全方位运动的效果。

6.根据权利要求1所述的自动移动激光灭蚊器，其特征在于，所述的DSP处理器通过连接线路分别连接击杀激光笔、红外线探测激光笔、摄像头和各个电机，控制自动移动激光灭蚊器自由移动、红外线探测激光笔自动探测墙壁、计算蚊子空间位置、预判蚊子行动轨迹、摄像头拍照后传给DSP处理器进行图像处理、控制击杀激光笔激光灭杀蚊子。