CN109807906A - 一种基于模式识别和大数据技术的灭鼠机器人 - Google Patents
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Abstract
一种基于模式识别和大数据技术的灭鼠机器人,包括移动平台,驱动装置、蓄电系统、动物叫声模拟装置、控制装置、GPS定位装置、鼠体处理系统、信息采集系统和灭鼠系统固定在移动平台上;控制装置分别与驱动装置、动物叫声模拟装置、GPS定位装置、鼠体处理系统、信息采集系统和灭鼠系统的控制输入电连接;GPS定位装置与操控装置、运动路径提取与分析系统无线连接;操控装置与控制装置、灭鼠系统、运动路径提取与分析系统无线连接;灭鼠系统与运动路径提取与分析系统无线连接;本发明能够对老鼠的特征进行模式识别,对老鼠的活动路径进行大数据分析,在合适的时间移动至合适的地点,击杀老鼠,提高灭鼠的效率,同时提高灭鼠的安全性。
Description
技术领域
本发明属于机器人应用技术领域,具体涉及一种基于模式识别和大数据技术的灭鼠机器人。
背景技术
老鼠是一种繁殖速度快、生存能力强的啮齿类动物。医学研究表明,老鼠是鼠疫、流行性出血热、斑疹伤寒等50多种疾病的主要传播者。老鼠不但偷食庄稼、食物,而且为了磨牙,还常常撕咬电线,损害家具、衣物,对人们的生活、工作造成很大的困扰和损失。
现在常用的灭鼠方式包括毒饵灭鼠、器械捕鼠、粘鼠板捉鼠、高压电击鼠和家猫灭鼠。毒饵灭鼠,如果长期使用,会使老鼠产生抗药性,造成灭鼠效果下降,不但污染环境,而且还会因为误食而毒杀其他动物。老鼠具有很强的记忆性和拒食性,一旦见证过其他老鼠被器械捕捉,就会引起警觉,长时间地规避此类装置,影响捕捉效果,而且捕捉器械还会因为路过的人员误触而造成不应有的伤害事故。用粘鼠板捉鼠,其放置位置的选择具有较高的技术要求,如果放置不当则会使老鼠不易上钩并极易逃脱。高压电击鼠,操作上存在一定的危险性,使用范围受到限制。利用家猫灭鼠,由于受到捕鼠意愿和日益退化的捕鼠技巧的影响,捕鼠效果也是非常有限的。
为了解决常规灭鼠技术所存在的问题,许多研究者提出了新的方法,并研发出了新的装置。中国专利CN201610720140.5公开了一种基于体感技术的灭鼠机器人,以扫地机器人为基础,利用体感传感器和雷达搜索周围环境中的目标,借助气味发生器散发的气味诱捕老鼠,并将捕捉到的老鼠关在诱捕舱内。这种装置需要移动到距离老鼠1米之内,才能够开始进行诱捕工作,而作为其结构基础的扫地机器人,工作噪音普遍在60~70分贝,在接近老鼠时会对其造成惊吓。利用气味吸引老鼠进入诱捕舱,仍是一种被动式的饵料诱捕方法,而且当舱内的老鼠发出求救、报警等信号时,会引起附近老鼠的警觉,影响下一步的捕鼠工作。中国专利CN201610932874.X公开了一种变电站智能捕鼠机器人,利用红外摄像机检测老鼠经常出没的路线,然后自动行走到该路线上,打开捕捉箱上的前后两个箱门,用放置在箱内诱饵盘中的诱饵诱捕途经的老鼠,当老鼠被诱骗进捕捉箱后,迅速地关闭两个箱门,随后将储气罐内的二氧化碳释放到捕捉箱内,使得老鼠窒息而死。该方法将捕鼠机器人布置在老鼠经常出没的路线上,会改变其周遭环境,引起老鼠的警觉,影响诱鼠的效果,而且利用二氧化碳来灭鼠,其效率也有待提高。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足,本发明的目的是提供一种基于模式识别和大数据技术的灭鼠机器人,能够对老鼠的特征进行模式识别,对一定监控区域内老鼠的活动路径进行大数据分析,并依据分析的结果,在合适的时间移动至合适的地点,击杀老鼠。
为了达到上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种基于模式识别和大数据技术的灭鼠机器人,包括移动平台1、驱动装置2、蓄电系统3、动物叫声模拟装置4、控制装置5、GPS定位装置6、鼠体处理系统7、操控装置8、信息采集系统9、灭鼠系统10和运动路径提取与分析系统11;驱动装置2、蓄电系统3、动物叫声模拟装置4、控制装置5、GPS定位装置6、鼠体处理系统7、信息采集系统9和灭鼠系统10固定连接在移动平台1上;蓄电系统3分别与驱动装置2、动物叫声模拟装置4、控制装置5、GPS定位装置6、鼠体处理系统7、信息采集系统9和灭鼠系统10的电力输入电连接;控制装置5分别与驱动装置2、动物叫声模拟装置4、GPS定位装置6、鼠体处理系统7、信息采集系统9和灭鼠系统10的控制输入电连接;GPS定位装置6与操控装置8、运动路径提取与分析系统11无线连接;操控装置8与控制装置5、灭鼠系统10、运动路径提取与分析系统11无线连接;灭鼠系统10与运动路径提取与分析系统11无线连接;
所述的运动路径提取与分析系统11包括模式识别模块111、跟踪与路径提取模块112、击杀地点与时间分析模块113、击杀路径规划模块114和信息比对模块115;模式识别模块111的输入和信息采集系统9的输出电连接,模式识别模块111的第一输出与信息比对模块115的第一输入电连接,模式识别模块111的第二输出与跟踪与路径提取模块112的输入电连接,跟踪与路径提取模块112的输出与击杀地点与时间分析模块113的输入电连接,击杀地点与时间分析模块113的输出与击杀路径规划模块114的输入电连接,击杀路径规划模块114的输出和信息比对模块115的第二输入电连接,信息比对模块115的输出与操控装置8的输入电连接。
所述的灭鼠系统10包括机架101、锁定云台102、红外锁定装置103和灭鼠装置104;机架101底端固定连接在移动平台1上,机架101顶端固定连接有锁定云台102,锁定云台102上固定连接有红外锁定装置103、灭鼠装置104,红外锁定装置103与灭鼠装置104电连接。
所述的信息采集系统9包括红外摄像装置91、摄像云台92和电动伸缩杆93,电动伸缩杆93底端固定连接在移动平台1上,电动伸缩杆93顶端固定连接有摄像云台92,摄像云台92上固定连接有红外摄像装置91。
所述的鼠体处理系统7包括机械手71、纳鼠罐72,机械手71和纳鼠罐72固定连接在移动平台1上;纳鼠罐72上含有电动翻盖721、纳鼠袋722和红外感应开关723;电动翻盖721覆盖在纳鼠罐72的上端,借助回转轴机构做开合运动;红外感应开关723设置在纳鼠罐72的上端,与闭合后的电动翻盖721平齐;纳鼠袋722装衬在纳鼠罐72的内侧。
所述的蓄电系统3包括蓄电装置31、整流器32、能量接收板33、能量发射板34和外接电源35;能量发射板34上含有发射线圈341;能量接收板33上含有和发射线圈341配合的接收线圈331;能量发射板34与外接电源35电连接,能量发射板34放置在地面上;能量发射板34的输出和能量接收板33的输入连接,能量接收板33的输出通过整流器32与蓄电装置31的输入电连接;蓄电装置31、整流器32和能量接收板33固定连接在移动平台1上。
所述的驱动装置2含有两对麦克纳姆轮21,每一对由一个左旋麦克纳姆轮和一个右旋麦克纳姆轮组成;驱动装置2固定连接在移动平台1的下端。
一种基于模式识别和大数据技术的灭鼠机器人的使用方法,包括以下步骤:
1)灭鼠机器人的充电:
当蓄电装置31的能量被消耗到用电阈值时,操控装置8上的充电指示灯亮起,提示需给灭鼠机器人充电,按照下述步骤执行:
1.1)在设定的灭鼠区域内设置外接电源35;
1.2)将能量发射板34水平放置在地面上,与外接电源35插接;
1.3)利用操控装置8,给固定在移动平台1上的控制装置5发送信号,在驱动装置2的作用下将灭鼠机器人移动至能量发射板34的上方;
1.4)利用操控装置8,调节能量发射板34的高度H,使得固定在移动平台1底侧的能量接收板33,与能量发射板34紧紧地贴合在一起;
1.5)遥控接通外接电源35,在发射线圈341和接收线圈331之间产生电磁感应现象,经过整流器32的AC/DC转换,给蓄电装置31供电;待操控装置8上的满电指示灯亮起,提示蓄电装置31已经充满电;
2)灭鼠区域内老鼠活动信息的采集:
2.1)利用操控装置8,通过控制装置5遥控灭鼠机器人移动至灭鼠区域;
2.2)打开GPS定位装置6,对灭鼠机器人所在的信息采集点A进行定位,并将定位信息传递给运动路径提取与分析系统11;
2.3)打开红外摄像装置91,调整电动伸缩杆93的高度,并利用摄像云台92调整红外摄像装置91的拍摄角度,使得整个灭鼠区域置于拍摄范围内;
2.4)利用红外摄像装置91,全天24小时采集灭鼠区域内的热源及热源活动的路径信息;将热源及热源活动的路径信息传递给运动路径提取与分析系统11;
2.5)当采集的热源及热源活动的路径信息足以开展老鼠运动路径的提取与分析时,灭鼠区域内老鼠活动信息的采集工作结束;
3)老鼠运动路径的提取与分析:
3.1)模式识别模块111分析信息采集系统9提供的热源及热源活动的路径信息,利用特征识别技术筛选出具有老鼠特征的热源;将筛选结果传递给跟踪与路径提取模块112;
3.2)跟踪与路径提取模块112利用大数据技术,跟踪、提取具有老鼠特征的热源的运动路径及其对应的运动时间;将提取结果传递给击杀地点与时间分析模块113;
3.3)击杀地点与时间分析模块113分析具有老鼠特征的热源的运动路径及其对应的运动时间;将老鼠路径叠加N次以上的地点确定为击杀老鼠的地点,并确定老鼠在这些地点上出没的时间及其运动的方向;
3.4)击杀路径规划模块114利用GPS定位装置6所采集的定位信息,确定各个击杀地点的位置;分析老鼠在击杀地点出没的时间及其运动的方向,据此规划灭鼠机器人在设定的灭鼠区域内各个击杀地点之间的移动路线、移至的位置及其时间;将规划信息传递给信息比对模块115;
4)老鼠的击杀:
依据运动路径提取与分析系统11提供的分析数据,当临近老鼠活动较为活跃的时间时,开始击杀老鼠的行动:
4.1)启动GPS定位装置6,利用操控装置8,通过控制装置5,遥控灭鼠机器人移动至灭鼠区域内的信息采集点A;将信息采集点A作为灭鼠机器人移动的坐标原点;
4.2)启动红外摄像装置91,采集灭鼠区域内的热源及热源活动的路径信息,并将采集的信息传递给模式识别模块111;
4.3)启动动物叫声模拟装置4,发出老鼠争食的叫声,诱骗老鼠到灭鼠区域内活动;
4.4)当模式识别模块111在红外摄像装置91传递过来的信息中,发现老鼠的热源特征时,将相关信息传递给信息比对模块115;
4.5)信息比对模块115将老鼠热源的移动路径、方向,与所存储的由击杀路径规划模块114传递过来的规划信息进行比对,以确定击杀老鼠的地点,以及灭鼠机器人的移动路线、移至的位置及其时间,并将相关信息传递给操控装置8;
4.6)利用操控装置8,遥控灭鼠机器人在规定的时间内,按照规划的移动路线,移至规定的位置,伏击老鼠;
4.7)启动灭鼠系统10,利用锁定云台102调整红外锁定装置103,寻找老鼠热源并进行锁定;
4.8)当锁定的老鼠进入击杀地点,触发灭鼠装置104发射弹丸击杀老鼠;
5)鼠体的处理:
5.1)在红外摄像装置91的引导下,遥控灭鼠机器人移动至击杀地点;
5.2)遥控机械手71抓取鼠体,移至纳鼠罐72的上方,触发红外感应开关723,自动打开电动翻盖721,机械手71松开,将鼠体放入纳鼠袋722内;机械手71回位,电动翻盖721闭合;
6)收尾工作:
利用操控装置8,遥控灭鼠机器人返回至信息采集点A,等待执行下一个灭鼠任务。
本发明的有益效果是:
本发明根据老鼠出洞觅食时喜欢沿着固定路线行走的习性,利用信息采集系统监控灭鼠区域内出现的热源及其热源运动的路径,基于模式识别技术提取老鼠的热源特征,运用大数据技术分析老鼠热源的运动路径、运动方向及其运动时间,将老鼠经常出没的地点作为灭鼠的击杀地点,遥控灭鼠机器人移动至击杀地点老鼠运动方向前端的位置进行伏击,击杀老鼠。这种依靠大数据技术准确地掌握灭鼠区域内老鼠的活动规律、遥控灭鼠机器人主动出击灭鼠的方法,能够有效地提高灭鼠的效率,快速地降低灭鼠区域内老鼠种群的数量;本发明遥控灭鼠机器人移动至灭鼠区域内的充电位置,利用电磁充电技术给蓄电系统无线充电,可以避免因灭鼠人员进入灭鼠区域给灭鼠机器人续电而造成对灭鼠环境的影响,或者将灭鼠机器人撤离灭鼠区域充电而中断灭鼠工作;本发明利用GPS定位装置提供的数据,对灭鼠区域内的击杀地点和灭鼠机器人移动的路径进行规划,可以有效地降低灭鼠机器人操作的复杂程度,节省人力,并避免对灭鼠环境的干扰;本发明遥控机械手抓取鼠体,利用红外感应技术打开纳鼠罐上的电动翻盖,使用纳鼠袋承装鼠体,可以有效地避免灭鼠人员直接与鼠体接触,提高灭鼠工作的安全性;本发明的驱动装置使用两对麦克纳姆轮,可以有效地提高灭鼠机器人移动的灵活性,便于在地形较为复杂的灭鼠区域内执行灭鼠任务。
附图说明
图1为本发明灭鼠机器人的控制框图。
图2为本发明灭鼠机器人的机械结构主视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明,所举实施例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
如图1、图2所示,一种基于模式识别和大数据技术的灭鼠机器人,包括移动平台1、驱动装置2、蓄电系统3、动物叫声模拟装置4、控制装置5、GPS定位装置6、鼠体处理系统7、操控装置8、信息采集系统9、灭鼠系统10和运动路径提取与分析系统11;驱动装置2、蓄电系统3、动物叫声模拟装置4、控制装置5、GPS定位装置6、鼠体处理系统7、信息采集系统9和灭鼠系统10固定连接在移动平台1上;蓄电系统3分别与驱动装置2、动物叫声模拟装置4、控制装置5、GPS定位装置6、鼠体处理系统7、信息采集系统9和灭鼠系统10的电力输入电连接;控制装置5分别与驱动装置2、动物叫声模拟装置4、GPS定位装置6、鼠体处理系统7、信息采集系统9和灭鼠系统10的控制输入电连接;GPS定位装置6与操控装置8、运动路径提取与分析系统11无线连接;操控装置8与控制装置5、灭鼠系统10、运动路径提取与分析系统11无线连接;灭鼠系统10与运动路径提取与分析系统11无线连接;
如图2所示,所述的驱动装置2含有两对麦克纳姆轮21,每一对由一个左旋麦克纳姆轮和一个右旋麦克纳姆轮组成;驱动装置2固定连接在移动平台1的下端;
所述的蓄电系统3包括蓄电装置31、整流器32、能量接收板33、能量发射板34和外接电源35;能量发射板34上含有发射线圈341;能量接收板33上含有和发射线圈341配合的接收线圈331;能量发射板34与外接电源35电连接,能量发射板34放置在地面上;能量发射板34的输出和能量接收板33的输入连接,能量接收板33的输出通过整流器32与蓄电装置31的输入电连接;蓄电装置31、整流器32和能量接收板33固定连接在移动平台1上;
所述的鼠体处理系统7包括机械手71、纳鼠罐72,机械手71和纳鼠罐72固定连接在移动平台1上;纳鼠罐72上含有电动翻盖721、纳鼠袋722和红外感应开关723;电动翻盖721覆盖在纳鼠罐72的上端,借助回转轴机构做开合运动;红外感应开关723设置在纳鼠罐72的上端,与闭合后的电动翻盖721平齐;纳鼠袋722装衬在纳鼠罐72的内侧;
所述的信息采集系统9包括红外摄像装置91、摄像云台92和电动伸缩杆93,电动伸缩杆93底端固定连接在移动平台1上,电动伸缩杆93顶端固定连接有摄像云台92,摄像云台92上固定连接有红外摄像装置91;
所述的灭鼠系统10包括机架101、锁定云台102、红外锁定装置103和灭鼠装置104;机架101底端固定连接在移动平台1上,机架101顶端固定连接有锁定云台102,锁定云台102上固定连接有红外锁定装置103、灭鼠装置104,红外锁定装置103与灭鼠装置104电连接;
所述的运动路径提取与分析系统11包括模式识别模块111、跟踪与路径提取模块112、击杀地点与时间分析模块113、击杀路径规划模块114和信息比对模块115;模式识别模块111的输入和信息采集系统9的输出电连接,模式识别模块111的第一输出与信息比对模块115的第一输入电连接,模式识别模块111的第二输出与跟踪与路径提取模块112的输入电连接,跟踪与路径提取模块112的输出与击杀地点与时间分析模块113的输入电连接,击杀地点与时间分析模块113的输出与击杀路径规划模块114的输入电连接,击杀路径规划模块114的输出和信息比对模块115的第二输入电连接,信息比对模块115的输出与操控装置8的输入电连接。
一种基于模式识别和大数据技术的灭鼠机器人的使用方法,包括以下步骤:
1)灭鼠机器人的充电:
当蓄电装置31的能量被消耗到用电阈值时,操控装置8上的充电指示灯亮起,提示需给灭鼠机器人充电,按照下述步骤执行:
1.1)在设定的灭鼠区域内设置外接电源35;
1.2)将能量发射板34水平放置在地面上,与外接电源35插接;
1.3)利用操控装置8,给固定在移动平台1上的控制装置5发送信号,在驱动装置2的作用下将灭鼠机器人移动至能量发射板34的上方;
1.4)利用操控装置8,调节能量发射板34的高度H,使得固定在移动平台1底侧的能量接收板33,与能量发射板34紧紧地贴合在一起;
1.5)遥控接通外接电源35,在发射线圈341和接收线圈331之间产生电磁感应现象,经过整流器32的AC/DC转换,给蓄电装置31供电;待操控装置8上的满电指示灯亮起,提示蓄电装置31已经充满电;
2)灭鼠区域内老鼠活动信息的采集:
2.1)利用操控装置8,通过控制装置5遥控灭鼠机器人移动至灭鼠区域;
2.2)打开GPS定位装置6,对灭鼠机器人所在的信息采集点A进行定位,并将定位信息传递给运动路径提取与分析系统11;
2.3)打开红外摄像装置91,调整电动伸缩杆93的高度,并利用摄像云台92调整红外摄像装置91的拍摄角度,使得整个灭鼠区域置于拍摄范围内;
2.4)利用红外摄像装置91,全天24小时采集灭鼠区域内的热源及热源活动的路径信息;将热源及热源活动的路径信息传递给运动路径提取与分析系统11;
2.5)当采集的热源及热源活动的路径信息足以开展老鼠运动路径的提取与分析时,灭鼠区域内老鼠活动信息的采集工作结束;
3)老鼠运动路径的提取与分析:
3.1)模式识别模块111分析信息采集系统9提供的热源及热源活动的路径信息,利用特征识别技术筛选出具有老鼠特征的热源;将筛选结果传递给跟踪与路径提取模块112;
3.2)跟踪与路径提取模块112利用大数据技术,跟踪、提取具有老鼠特征的热源的运动路径及其对应的运动时间;将提取结果传递给击杀地点与时间分析模块113;
3.3)击杀地点与时间分析模块113分析具有老鼠特征的热源的运动路径及其对应的运动时间;将老鼠路径叠加N次以上的地点确定为击杀老鼠的地点,并确定老鼠在这些地点上出没的时间及其运动的方向;
3.4)击杀路径规划模块114利用GPS定位装置6所采集的定位信息,确定各个击杀地点的位置;分析老鼠在击杀地点出没的时间及其运动的方向,据此规划灭鼠机器人在设定的灭鼠区域内各个击杀地点之间的移动路线、移至的位置及其时间;将规划信息传递给信息比对模块115;
4)老鼠的击杀:
依据运动路径提取与分析系统11提供的分析数据,当临近老鼠活动较为活跃的时间时,开始击杀老鼠的行动:
4.1)启动GPS定位装置6,利用操控装置8,通过控制装置5,遥控灭鼠机器人移动至灭鼠区域内的信息采集点A;将信息采集点A作为灭鼠机器人移动的坐标原点;
4.2)启动红外摄像装置91,采集灭鼠区域内的热源及热源活动的路径信息,并将采集的信息传递给模式识别模块111;
4.3)启动动物叫声模拟装置4,发出老鼠争食的叫声,诱骗老鼠到灭鼠区域内活动;
4.4)当模式识别模块111在红外摄像装置91传递过来的信息中,发现老鼠的热源特征时,将相关信息传递给信息比对模块115;
4.5)信息比对模块115将老鼠热源的移动路径、方向,与所存储的由击杀路径规划模块114传递过来的规划信息进行比对,以确定击杀老鼠的地点,以及灭鼠机器人的移动路线、移至的位置及其时间,并将相关信息传递给操控装置8;
4.6)利用操控装置8,遥控灭鼠机器人在规定的时间内,按照规划的移动路线,移至规定的位置,伏击老鼠;
4.7)启动灭鼠系统10,利用锁定云台102调整红外锁定装置103,寻找老鼠热源并进行锁定;
4.8)当锁定的老鼠进入击杀地点,触发灭鼠装置104发射弹丸击杀老鼠;
5)鼠体的处理:
5.1)在红外摄像装置91的引导下,遥控灭鼠机器人移动至击杀地点;
5.2)遥控机械手71抓取鼠体,移至纳鼠罐72的上方,触发红外感应开关723,自动打开电动翻盖721,机械手71松开,将鼠体放入纳鼠袋722内;机械手71回位,电动翻盖721闭合;
6)收尾工作:
利用操控装置8,遥控灭鼠机器人返回至信息采集点A,等待执行下一个灭鼠任务。
Claims (7)
1.一种基于模式识别和大数据技术的灭鼠机器人,其特征在于:包括移动平台(1)、驱动装置(2)、蓄电系统(3)、动物叫声模拟装置(4)、控制装置(5)、GPS定位装置(6)、鼠体处理系统(7)、操控装置(8)、信息采集系统(9)、灭鼠系统(10)和运动路径提取与分析系统(11);驱动装置(2)、蓄电系统(3)、动物叫声模拟装置(4)、控制装置(5)、GPS定位装置(6)、鼠体处理系统(7)、信息采集系统(9)和灭鼠系统(10)固定连接在移动平台(1)上;蓄电系统(3)分别与驱动装置(2)、动物叫声模拟装置(4)、控制装置(5)、GPS定位装置(6)、鼠体处理系统(7)、信息采集系统(9)和灭鼠系统(10)的电力输入电连接;控制装置(5)分别与驱动装置(2)、动物叫声模拟装置(4)、GPS定位装置(6)、鼠体处理系统(7)、信息采集系统(9)和灭鼠系统(10)的控制输入电连接;GPS定位装置(6)与操控装置(8)、运动路径提取与分析系统(11)无线连接;操控装置(8)与控制装置(5)、灭鼠系统(10)、运动路径提取与分析系统(11)无线连接;灭鼠系统(10)与运动路径提取与分析系统(11)无线连接;
所述的运动路径提取与分析系统(11)包括模式识别模块(111)、跟踪与路径提取模块(112)、击杀地点与时间分析模块(113)、击杀路径规划模块(114)和信息比对模块(115);模式识别模块(111)的输入和信息采集系统(9)的输出电连接,模式识别模块111()的第一输出与信息比对模块(115)的第一输入电连接,模式识别模块(111)的第二输出与跟踪与路径提取模块(112)的输入电连接,跟踪与路径提取模块(112)的输出与击杀地点与时间分析模块(113)的输入电连接,击杀地点与时间分析模块(113)的输出与击杀路径规划模块(114)的输入电连接,击杀路径规划模块(114)的输出和信息比对模块(115)的第二输入电连接,信息比对模块(115)的输出与操控装置(8)的输入电连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于模式识别和大数据技术的灭鼠机器人,其特征在于:所述的灭鼠系统(10)包括机架(101)、锁定云台(102)、红外锁定装置(103)和灭鼠装置(104);机架(101)底端固定连接在移动平台(1)上,机架(101)顶端固定连接有锁定云台(102),锁定云台(102)上固定连接有红外锁定装置(103)、灭鼠装置(104),红外锁定装置(103)与灭鼠装置(104)电连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于模式识别和大数据技术的灭鼠机器人,其特征在于:所述的信息采集系统(9)包括红外摄像装置(91)、摄像云台(92)和电动伸缩杆(93),电动伸缩杆(93)底端固定连接在移动平台(1)上,电动伸缩杆(93)顶端固定连接有摄像云台(92),摄像云台(92)上固定连接有红外摄像装置(91)。
4.根据权利要求1所述的一种基于模式识别和大数据技术的灭鼠机器人,其特征在于:所述的鼠体处理系统(7)包括机械手(71)、纳鼠罐(72),机械手(71)和纳鼠罐(72)固定连接在移动平台(1)上;纳鼠罐(72)上含有电动翻盖(721)、纳鼠袋(722)和红外感应开关(723);电动翻盖(721)覆盖在纳鼠罐(72)的上端,借助回转轴机构做开合运动;红外感应开关(723)设置在纳鼠罐(72)的上端,与闭合后的电动翻盖(721)平齐;纳鼠袋(722)装衬在纳鼠罐(72)的内侧。
5.根据权利要求1所述的一种基于模式识别和大数据技术的灭鼠机器人,其特征在于:所述的蓄电系统(3)包括蓄电装置(31)、整流器(32)、能量接收板(33)、能量发射板(34)和外接电源(35);能量发射板(34)上含有发射线圈(341);能量接收板(33)上含有和发射线圈(341)配合的接收线圈(331);能量发射板(34)与外接电源(35)电连接,能量发射板(34)放置在地面上;能量发射板(34)的输出和能量接收板(33)的输入连接,能量接收板(33)的输出通过整流器(32)与蓄电装置(31)的输入电连接;蓄电装置(31)、整流器(32)和能量接收板(33)固定连接在移动平台(1)上。
6.根据权利要求1所述的一种基于模式识别和大数据技术的灭鼠机器人,其特征在于:所述的驱动装置(2)含有两对麦克纳姆轮(21),每一对由一个左旋麦克纳姆轮和一个右旋麦克纳姆轮组成;驱动装置(2)固定连接在移动平台(1)的下端。
7.一种基于模式识别和大数据技术的灭鼠机器人的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)灭鼠机器人的充电:
当蓄电装置(31)的能量被消耗到用电阈值时,操控装置(8)上的充电指示灯亮起,提示需给灭鼠机器人充电,按照下述步骤执行:
1.1)在设定的灭鼠区域内设置外接电源(35);
1.2)将能量发射板(34)水平放置在地面上,与外接电源(35)插接;
1.3)利用操控装置(8),给固定在移动平台(1)上的控制装置(5)发送信号,在驱动装置(2)的作用下将灭鼠机器人移动至能量发射板(34)的上方;
1.4)利用操控装置(8),调节能量发射板(34)的高度H,使得固定在移动平台(1)底侧的能量接收板(33),与能量发射板(34)贴合在一起;
1.5)遥控接通外接电源(35),在发射线圈(341)和接收线圈(331)之间产生电磁感应现象,经过整流器(32)的AC/DC转换,给蓄电装置(31)供电;待操控装置(8)上的满电指示灯亮起,提示蓄电装置(31)已经充满电;
2)灭鼠区域内老鼠活动信息的采集:
2.1)利用操控装置(8),通过控制装置(5)遥控灭鼠机器人移动至灭鼠区域;
2.2)打开GPS定位装置(6),对灭鼠机器人所在的信息采集点A进行定位,并将定位信息传递给运动路径提取与分析系统(11);
2.3)打开红外摄像装置(91),调整电动伸缩杆(93)的高度,并利用摄像云台(92)调整红外摄像装置(91)的拍摄角度,使得整个灭鼠区域置于拍摄范围内;
2.4)利用红外摄像装置(91),全天24小时采集灭鼠区域内的热源及热源活动的路径信息;将热源及热源活动的路径信息传递给运动路径提取与分析系统(11);
2.5)当采集的热源及热源活动的路径信息足以开展老鼠运动路径的提取与分析时,灭鼠区域内老鼠活动信息的采集工作结束;
3)老鼠运动路径的提取与分析:
3.1)模式识别模块(111)分析信息采集系统(9)提供的热源及热源活动的路径信息,利用特征识别技术筛选出具有老鼠特征的热源;将筛选结果传递给跟踪与路径提取模块(112);
3.2)跟踪与路径提取模块(112)利用大数据技术,跟踪、提取具有老鼠特征的热源的运动路径及其对应的运动时间;将提取结果传递给击杀地点与时间分析模块(113);
3.3)击杀地点与时间分析模块(113)分析具有老鼠特征的热源的运动路径及其对应的运动时间;将老鼠路径叠加N次以上的地点确定为击杀老鼠的地点,并确定老鼠在这些地点上出没的时间及其运动的方向;
3.4)击杀路径规划模块(114)利用GPS定位装置(6)所采集的定位信息,确定各个击杀地点的位置;分析老鼠在击杀地点出没的时间及其运动的方向,据此规划灭鼠机器人在设定的灭鼠区域内各个击杀地点之间的移动路线、移至的位置及其时间;将规划信息传递给信息比对模块(115);
4)老鼠的击杀:
依据运动路径提取与分析系统(11)提供的分析数据,当临近老鼠活动较为活跃的时间时,开始击杀老鼠的行动:
4.1)启动GPS定位装置(6),利用操控装置(8),通过控制装置(5),遥控灭鼠机器人移动至灭鼠区域内的信息采集点A;将信息采集点A作为灭鼠机器人移动的坐标原点;
4.2)启动红外摄像装置(91),采集灭鼠区域内的热源及热源活动的路径信息,并将采集的信息传递给模式识别模块(111);
4.3)启动动物叫声模拟装置(4),发出老鼠争食的叫声,诱骗老鼠到灭鼠区域内活动;
4.4)当模式识别模块(111)在红外摄像装置(91)传递过来的信息中,发现老鼠的热源特征时,将相关信息传递给信息比对模块(115);
4.5)信息比对模块(115)将老鼠热源的移动路径、方向,与所存储的由击杀路径规划模块(114)传递过来的规划信息进行比对,以确定击杀老鼠的地点,以及灭鼠机器人的移动路线、移至的位置及其时间,并将相关信息传递给操控装置(8);
4.6)利用操控装置(8),遥控灭鼠机器人在规定的时间内,按照规划的移动路线,移至规定的位置,伏击老鼠;
4.7)启动灭鼠系统(10),利用锁定云台(102)调整红外锁定装置(103),寻找老鼠热源并进行锁定;
4.8)当锁定的老鼠进入击杀地点,触发灭鼠装置(104)发射弹丸击杀老鼠;
5)鼠体的处理:
5.1)在红外摄像装置(91)的引导下,遥控灭鼠机器人移动至击杀地点;
5.2)遥控机械手(71)抓取鼠体,移至纳鼠罐(72)的上方,触发红外感应开关(723),自动打开电动翻盖(721),机械手(71)松开,将鼠体放入纳鼠袋(722)内;机械手(71)回位,电动翻盖(721)闭合;
6)收尾工作:
利用操控装置(8),遥控灭鼠机器人返回至信息采集点A,等待执行下一个灭鼠任务。
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