CN108858204A - 一种安防机器人控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明中公开了一种安防机器人控制系统，包括本体、无线通信模块和监控平台，所述的无线通信模块分别连接本体和监控平台。本发明能够指定工作区域能自主避障、自主导航、故障检测、智能巡检等功能；而且在监控平台上可查看安防机器人采集的视频、位置坐标、故障信息等实时数据，远程操控机器人，支持离线地图加载，并可在离线地图上显示机器人的行走路线、设置机器人的自主工作路线等。本系统除了能有效地解决目前存在的安防机器人控制系统中的不足之外，还降低了维护成本，易于进行功能扩展，有重要的工程应用价值。

Description

一种安防机器人控制系统

技术领域

本发明涉及安防机械控制领域，特别涉及一种安防机器人控制系统。

背景技术

随着电子与通信技术以及智能控制技术的不断进步和人们对生活和生产质量的要求不断提高，安防机器人控制系统，立足于实际生产生活的需要，不仅能解放人力安防巡逻，更能提高巡逻质量，扩大巡逻范围，丰富监测指标，日益成为极具意义机械创造。目前安防机器人控制系统普遍存在许多问题，如机器人底层硬件电路的安排不能很好减轻主控机的负荷，监控平台不支持地图加载，或加载地图时受网络和室内环境的限制，实时性较差等，主要体现在控制性能差，控制精度不高，控制系统稳定性差等问题上，特此开发了一种安防机器人控制系统。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术中出现的问题，提供一种安防机器人控制系统，该系统能够指定工作区域能自主避障、自主导航、故障检测、智能巡检等功能；而且在监控平台上可查看安防机器人采集的视频、位置坐标、故障信息等实时数据，远程操控机器人，支持离线地图加载，并可在离线地图上显示机器人的行走路线、设置机器人的自主工作路线等。本系统除了能有效地解决目前存在的安防机器人控制系统中的不足之外，还降低了维护成本，易于进行功能扩展，有重要的工程应用价值。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种安防机器人控制系统，包括本体、无线通信模块和监控平台，所述的本体包括：数据采集模块、运动控制模块、报警模块、自主导航和避障模块、供电模块和主控机，所述的数据采集模块、运动控制模块、报警模块、自主导航和避障模块和供电模块都连接到主控机，所述的无线通信模块分别连接本体和监控平台。

进一步的，作为优选的技术方案，所述的无线通信模块基于4G路由器搭建，用于完成机器人本体和监控平台之间安全可靠的双向通信。

进一步的，作为优选的技术方案，所述的监控平台包括：户登录模块、机器人控制模块、监控平台管理模块和实时参数监测模块，所述机器人控制模块连接无线通信模块的控制信号端口，所述实时参数监测模块分别连接视屏图像信号端口和地图导航距离端口。

进一步的，作为优选的技术方案，所述的监控平台通过无线通信模块连接有至少一台本体。

进一步的，作为优选的技术方案，所述的本体分为4层，所述数据采集模块设置在第一层，所述运动控制模块、报警模块、自主导航和避障模块和主控机设置在第二层，所述无线通信模块设置在第三层，所述供电模块设置在第四层。

本发明所具有的有益效果：

本发明能够指定工作区域能自主避障、自主导航、故障检测、智能巡检等功能；而且在监控平台上可查看安防机器人采集的视频、位置坐标、故障信息等实时数据，远程操控机器人，支持离线地图加载，并可在离线地图上显示机器人的行走路线、设置机器人的自主工作路线等。本系统除了能有效地解决目前存在的安防机器人控制系统中的不足之外，还降低了维护成本，易于进行功能扩展，有重要的工程应用价值。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

如图1所示，一种安防机器人控制系统，包括本体、无线通信模块和监控平台，所述的本体包括：数据采集模块、运动控制模块、报警模块、自主导航和避障模块、供电模块和主控机，所述的数据采集模块、运动控制模块、报警模块、自主导航和避障模块和供电模块都连接到主控机，所述的无线通信模块分别连接本体和监控平台。，所述的无线通信模块基于4G路由器搭建，用于完成机器人本体和监控平台之间安全可靠的双向通信，所述的监控平台包括：户登录模块、机器人控制模块、监控平台管理模块和实时参数监测模块，所述机器人控制模块连接无线通信模块的控制信号端口，所述实时参数监测模块分别连接视屏图像信号端口和地图导航距离端口，所述的监控平台通过无线通信模块连接有至少一台本体，所述的本体分为4层，所述数据采集模块设置在第一层，所述运动控制模块、报警模块、自主导航和避障模块和主控机设置在第二层，所述无线通信模块设置在第三层，所述供电模块设置在第四层。

防机器人本体是系统功能实现的硬件载体，又可分为硬件电路和主控机两部分，硬件电路的子模块又包括数据采集模块、运动控制模块、报警模块、自主导航和避障模块、供电模块等。数据采集模块中的红外管通过感应巡检区域的信标来实现重点巡检工作，当安防机器人在室外环境工作时，需要用到自主导航模块中的差分GPS，通过差分GPS基站返回的位置坐标来辅助激光雷达和里程计实现精准定位。无线通信系统基于4G路由器搭建，主要完成机器人本体和监控平台之间安全可靠的双向通信。监控平台是系统的用户控制中心，从功能的角度又可划分为用户登录模块、机器人控制模块、监控平台管理模块、实时参数监测模块四大部分。通过监控平台，用户可以管理系统的使用权限和安防机器人的配置，查看安防机器人回传的实时数据和视频图像，远程控制机器人工作，还支撑加载离线地图，并在离线地图上显示安防机器人的工作路线和设置机器人自主工作路线等。

优选的，安防机器人本体是整个安防机器人控制系统功能得以体现的载体，可以根据系统功能需求，采用三轮式底盘，并且以各子模块分层布置的结构方式安排硬件设备。硬件电路架构采用分散式模块进行分散设置，将各个模块相互独立的挂在CAN总线上，并且各个模块采集的数据完成前期数据预处理后才由CAN总线传输至主控机，这样能够很好的减轻主控机的负荷，方便进行额外功能的扩展。利用三轮式底盘使安防机器人本体的运动控制机制为三轮全向控制，驱动轮由三个完全一种的全向轮组成，相邻两轮互成120°镜像安装，滚柱分别垂直于每个主轮，并且由性能相同的电机驱动。安防机器人本体包括的硬件模块主要有：电源模块、主控模块、电机驱动模块、无线通信模块、卫星定位模块、编码采集模块、IMU模块等，采用分层结构布置上述硬件模块，第一层主要放置摄像头、激光雷达、GPS等设备；第二层主要放置主控模块；第三层主要放置无线通信模块、编码采集模块、IMU模块、里程计、CAN总线收发模块等；第四层主要放置电源模块和电机驱动模块。这种分层结构，很好的将安防机器人的重心稳定在结构的中心位置，提高了机器人的定位精确度和行走的稳定性。

优选的，通信模块基于无线通信技术设计，可以为不同的应用场景提供了不同的通信技术标准。考虑到安防机器人的工作环境，需要选择一种能适应复杂环境、传输稳定可靠、而且速率较快的无线通信方式，且系统自上电起，安防机器人本体与监控平台之间就要建立无线通信，并在工作过程中有大量数据传输，并且用户在监控平台对安防机器人做出决策时，主要依靠机器人实时上报的数据信息，所以无线通信技术的及时性和可传输距离对系统来说尤为重要。所以，选取Wi-Fi通信技术来设计系统的通信模块，结合无线桥接技术，可以很好的满足本体和监控平台之间实现远距离、跨越阻碍建筑进行通信的要求。

优选的，为了提高用户体验，系统采用以浏览器作为客户端，基于Internet的B/S软件系统体系结构模式。B/S软件体系结构模式的能够将绝大部分的事务逻辑放在服务器端实现，只将极少部分的事务逻辑放在浏览器端，浏览器端主要用于处理显示逻辑，达到“瘦客户端”的效果，并且该架构不需要进行安装，方便部署和推广。

本发明的说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的，在本发明基础上，本领域技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中一些技术特征做出一些替换和变形，均在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种安防机器人控制系统，包括本体、无线通信模块和监控平台，其特征在于，所述的本体包括：数据采集模块、运动控制模块、报警模块、自主导航和避障模块、供电模块和主控机，所述的数据采集模块、运动控制模块、报警模块、自主导航和避障模块和供电模块都连接到主控机，所述的无线通信模块分别连接本体和监控平台。

2.根据权利要求1所述的一种安防机器人控制系统，其特征在于，所述的无线通信模块基于4G路由器搭建，用于完成机器人本体和监控平台之间安全可靠的双向通信。

3.根据权利要求1所述的一种安防机器人控制系统，其特征在于，所述的监控平台包括：户登录模块、机器人控制模块、监控平台管理模块和实时参数监测模块，所述机器人控制模块连接无线通信模块的控制信号端口，所述实时参数监测模块分别连接视屏图像信号端口和地图导航距离端口。

4.根据权利要求1所述的一种安防机器人控制系统，其特征在于，所述的监控平台通过无线通信模块连接有至少一台本体。

5.根据权利要求1所述的一种安防机器人控制系统，其特征在于，所述的本体分为4层，所述数据采集模块设置在第一层，所述运动控制模块、报警模块、自主导航和避障模块和主控机设置在第二层，所述无线通信模块设置在第三层，所述供电模块设置在第四层。