CN113650028A - 智能门卫机器人及其作业方法 - Google Patents

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Abstract

本说明书提供了一种智能门卫机器人，包括：机械本体，机械本体包括移动平台以及移动控制系统；其中，移动平台包括下底盘、位于下底盘上方的上底盘以及用于连接上底盘和下底盘的第一连接机构；移动控制系统设置在所下底盘上；控制系统，设置在上底盘上；红外发生装置，与控制系统电性连接，用于与门闸开关电性连接；外部感知系统，外部感知系统包括与控制系统电性连接的图像获取单元以及与控制系统电性连接的防盗装置；人机交互系统，与控制系统电性连接，人机交互系统位于上底盘的上方。本说明书提供一种智能门卫机器，把智能门卫机器人应用于门卫行业上，制作出智能门卫机器人来辅助或替代人完成门卫执勤工作，减轻了门岗执勤人员的工作，使得企业减少了对门卫人员的投入。

Description

智能门卫机器人及其作业方法
技术领域
本发明涉及自动化控制装置，具体提供一种智能门卫机器人及其作业方法
背景技术
对于需要封闭管理的空间而言，一般需要设置门闸来对该空间进行管控。
目前，市场上还没有将机器人应用到门卫行业上。现存在的门卫设备，是不能移动的，且只具有人脸识别(或刷卡识别)、开关闸机功能，其功能单一、通用性差。
发明内容
本说明书目的在于提供一种智能门卫机器人及其作业方法，以解决了上述技术问题中的至少一种。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种智能门卫机器人，包括：
机械本体，所述机械本体包括移动平台以及移动控制系统；其中，所述移动平台包括下底盘、位于所述下底盘上方的上底盘以及用于连接所述上底盘和所述下底盘的第一连接机构；所述移动控制系统设置在所下底盘上；
控制系统，所述控制系统设置在所述上底盘上；
红外发生装置，所述红外发生装置与所述控制系统电性连接，所述红外发生装置用于与门闸开关电性连接；
外部感知系统，所述外部感知系统包括与所述控制系统电性连接的图像获取单元以及与所述控制系统电性连接的防盗装置；
人机交互系统，所述人机交互系统与所述控制系统电性连接，所述人机交互系统位于所述上底盘的上方。
优选地，所述移动控制系统包括设置在所述下底盘前底部的万向轮、设置在所述下底盘左右两侧的驱动轮、设置在下底盘上并用于对所述万向轮进行驱动的第一驱动电机、设置在所述下底盘上并用于对驱动轮驱动的第二驱动电机。
优选地，所述第一驱动电机通过第一链条和所述万向轮传动；所述第二驱动电机通过第二链轮同步驱动两个所述驱动轮。
优选地，还包括两个第一连接杆，所述控制系统固定地穿设在所述第一连接杆上，部分的所述人机交互系统穿设在所述第一连接杆上且位于所述控制系统的上方。
优选地，还包括用于检测该智能门卫机器人自身的状态内部感知系统。
本申请实施例公开了一种智能门卫机器人的作业方法，包括以下步骤：
通过图像获取单元判断来访者是否为允许人员或者允许车辆；
如果来访者为允许人员或者允许车辆，通过红外发生装置驱使门闸开关动作打开门闸；
如果来访者不为允许人员或者允许车辆，通过人机交互系统录入来访者信息；
根据来访者信息判断是否允许来访者进入。
优选地，所述允许人员或所述允许车辆表示内部人员或内部车辆或暂时允许的临时人员或暂时允许的临时车辆。
优选地，还包括以下步骤：
通过红外感应获得来访者的运动状态信息，通过超声波获得来访者的位置信息；
根据来访者的运动状态信息和位置信息，生成报警信息。
优选地，步骤“根据来访者信息判断是否允许来访者进入”包括：
将来访者信息发送至远程于该门闸的控制中心，控制中心根据预设规则对控制系统进行控制。
优选地，在步骤“通过图像获取单元判断来访者是否为允许人员或者允许车辆”之前，还包括通过感知系统检测来访者的到来，在控制系统的驱动下，通过移动控制装置靠近来访者。
与现有技术相比，本说明书提供一种智能门卫机器，把智能门卫机器人应用于门卫行业上，制作出智能门卫机器人来辅助或替代人完成门卫执勤工作，减轻了门岗执勤人员的工作，使得企业减少了对门卫人员的投入。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本说明书实施例提供的智能门卫机器的结构示意图；
图2是图1的仰视图。
以上附图的附图标记：1、触控屏；2、麦克风；3、指示灯；4、驱动电机；5、驱动轮；6、万向轮；7、下底盘；8、上底盘；9、第二连接杆；10、第一连接杆；11、控制系统。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书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说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。
参照图1和图2所示，本申请实施例公开了一种智能门卫机器人，包括：机械本体，所述机械本体包括移动平台以及移动控制系统11；其中，所述移动平台包括下底盘7、位于所述下底盘7上方的上底盘8以及用于连接所述上底盘8和所述下底盘7的第一连接机构；所述移动控制系统11设置在所下底盘7上；
控制系统11，所述控制系统11设置在所述上底盘8上；
红外发生装置，所述红外发生装置与所述控制系统11电性连接，所述红外发生装置用于与门闸开关电性连接；
外部感知系统，所述外部感知系统包括与所述控制系统11电性连接的图像获取单元以及与所述控制系统11电性连接的防盗装置；
人机交互系统，所述人机交互系统与所述控制系统11电性连接，所述人机交互系统位于所述上底盘8的上方。
借由上述结构，智能门卫机器人，主要用于管理人员和车辆的出入，并在发生特殊、危险情况时报警，辅助或代替人来完成门卫工作。具体的，智能门卫机器人识别已在后台服务器登记信息的人员和车辆时，直接打开门闸让其通过；发现未登记人员或车辆时，智能机器人移动到接待位置，通过语音与来客进行交流，获取来访目的，并与接待处人员联系，确定是否让其进入，若接待处同意进入则打开门闸，若接待处拒绝其进入，则警告人员离开；机器人感应到人体与自身距离较近时发出语音提示或给安保处发送报警信号。
具体的，该智能门卫机器人可以主要包括机械本体、控制系统11、红外发生装置、外部感知系统、人机交互系统。
机械本体可以包括移动平台，移动平台包括上底盘8、下底盘7和第一连接机构，其中，下底盘7位于上底盘8的正下方。第一连接机构包括三个呈三角形排布的第二连接杆9。各个第二连接杆9的上端与上底盘8固定连接，各个第二连接杆9的下端与下底盘7固定连接。
下底盘7上设置有移动控制系统11。移动控制系统11包括设置在所述下底盘7前底部的万向轮6、设置在所述下底盘7左右两侧的驱动轮5、设置在下底盘7上并用于对所述万向轮6进行驱动的第一驱动电机4、设置在所述下底盘7上并用于对驱动轮5驱动的第二驱动电机4。所述第一驱动电机4通过第一链条和所述万向轮6传动；所述第二驱动电机4通过第二链轮同步驱动两个所述驱动轮5。这两个驱动轮5同轴心设置，且被第二驱动电机4同步驱动。在万向轮6和两个驱动轮5的作用下，该智能门卫机器人可以实现零半径转弯。
优选地，在下底盘7上还可以设置有控制板和两个电机驱动器。两个电机驱动器分别和第一驱动电机4和第二驱动电机4电性连接。这两个驱动器均与控制板电性连接。而控制板又与控制系统11电性连接，以接收控制系统11的控制信号。优选地，还可以包括编码器，通过采集编码器返回的信息对电机速度进行调试。
更优选地，在下底盘7上还可以设置有避障装置，以避免该智能门卫机器人被卡死。
红外发生装置，该红外发生装置的具体位置可以根据实际需要设置。例如，可以设置在下底盘7上，也可以设置在上底盘8上，或者与控制系统11集成设置。
所述外部感知系统包括与所述控制系统11电性连接的图像获取单元以及与所述控制系统11电性连接的防盗装置。图像获取单元可以为高清摄像头。外部感知系统通过高清摄像头进行人脸或车牌识别。防盗装置可以包括红外感应装置、超声波感应装置以及GPS定位装置。
防盗装置可以通过红外感应技术以及超声波测距原理相结合来实现防盗检测。通过感知系统检测来访者的到来，在控制系统11的驱动下，通过移动控制装置靠近来访者。GPS定位装置可以在被盗后能够快速找回。
人机交互系统的功能是智能门卫机器人通过语音交互和触屏的方式，实现机器人与人的交流(包括访客信息询问、靠近警告和报警、自身状态显示、人脸识别结果显示、摄像头拍摄场景、电池电量信息等)，主要包括对话功能模块、后台管理模块及硬件模块。
人机交互系统通过语音识别、自然语言处理、对话管理、语音合成技术实现对话功能，通过页面设计、后端程序设计及数据库设计实现后台管理。主要的硬件包括麦克风2模块、降噪模块、树莓派、扬声器等。人机交互系统可通过开放型对话训练，让门卫机器人能够进行开放性对话交流，从而可以使智能门卫机器人能应用于更多场景。人机交互系统包括触摸屏1。因此，该人机交互系统可以包括集成设置在控制系统11上的麦克风2和指示灯3等。
该智能门卫机器人还可以包括内部感知系统，用来检测机器人自身的状态，如速度、位置信息，电池电量等。内部感知系统的内部传感器主要包括编码器和电池电量监测传感器。编码器用来反馈机器人的运动状态，利用单片机上的ADC采样通道直接测得门卫机器人电池电量。
智能门卫机器人还包括动力系统，动力系统可以通过锂电池直流供电的方式作为机器人的动力供应来源，为传感器的供电、电机的驱动、计算机等的运行提供能量。
控制系统11以计算机核心，该控制系统11可以与控制板、外部感知系统、内部感知系统、人机交互系统、外部控制中心等电性连接，从而实现信号交互和控制。
控制系统11选择计算机及微控制器组合的分布式控制方式，主要功能有控制移动平台的运动、进行图像识别、与来客的语音交互、门闸的开关以及防盗报警等。
计算机负责机器人的各部分传感器信息的处理及给移动平台运动控制板传递速度等参数。微控制器用于子模块的信息采集、处理及通信等，以及做后期的功能扩展。
在本实施方式中，所述控制系统11固定地穿设在所述第一连接杆10上，部分的所述人机交互系统(触摸屏1)穿设在所述第一连接杆10上且位于所述控制系统11的上方。
本申请实施例公开了一种智能门卫机器人的作业方法，包括以下步骤：
通过图像获取单元判断来访者是否为允许人员或者允许车辆；
如果来访者为允许人员或者允许车辆，通过红外发生装置驱使门闸开关动作打开门闸；
如果来访者不为允许人员或者允许车辆，通过人机交互系统录入来访者信息；
根据来访者信息判断是否允许来访者进入。
优选地，所述允许人员或所述允许车辆表示内部人员或内部车辆或暂时允许的临时人员或暂时允许的临时车辆。
优选地，还包括以下步骤：
通过红外感应获得来访者的运动状态信息，通过超声波获得来访者的位置信息；
根据来访者的运动状态信息和位置信息，生成报警信息。
优选地，步骤“根据来访者信息判断是否允许来访者进入”包括：
将来访者信息发送至远程于该门闸的控制中心，控制中心根据预设规则对控制系统11进行控制。
优选地，在步骤“通过图像获取单元判断来访者是否为允许人员或者允许车辆”之前，还包括通过感知系统检测来访者的到来，在控制系统11的驱动下，通过移动控制装置靠近来访者。
本发明基于智能门卫这一概念，提出了智能门卫机器人研制的总体方案，完成了软件和硬件的设计，制作出样机，并进行了试验。
把智能机器人应用于门卫行业上，制作出智能门卫机器人来辅助或替代人完成门卫执勤工作，减轻了门岗执勤人员的工作，使得企业减少了对门卫人员的投入。
提出了一个适用智能门卫机器人的人机对话系统，对封闭式企业和开放式企业分别提供了一套对话流程，并设计了图形化对话流程编辑器，即使使用人员对编程不擅长，也可以通过图形化拖拽的方式对内置流程进行修改或者设计新的对话流程来适应特殊的应用场景。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种智能门卫机器人，其特征在于，包括：
机械本体，所述机械本体包括移动平台以及移动控制系统；其中，所述移动平台包括下底盘、位于所述下底盘上方的上底盘以及用于连接所述上底盘和所述下底盘的第一连接机构；所述移动控制系统设置在所下底盘上；
控制系统，所述控制系统设置在所述上底盘上；
红外发生装置，所述红外发生装置与所述控制系统电性连接，所述红外发生装置用于与门闸开关电性连接；
外部感知系统，所述外部感知系统包括与所述控制系统电性连接的图像获取单元以及与所述控制系统电性连接的防盗装置；
人机交互系统，所述人机交互系统与所述控制系统电性连接，所述人机交互系统位于所述上底盘的上方。
2.根据权利要求1所述的智能门卫机器人，其特征在于，所述移动控制系统包括设置在所述下底盘前底部的万向轮、设置在所述下底盘左右两侧的驱动轮、设置在下底盘上并用于对所述万向轮进行驱动的第一驱动电机、设置在所述下底盘上并用于对驱动轮驱动的第二驱动电机。
3.根据权利要求2所述的智能门卫机器人，其特征在于，所述第一驱动电机通过第一链条和所述万向轮传动；所述第二驱动电机通过第二链轮同步驱动两个所述驱动轮。
4.根据权利要求1所述的智能门卫机器人，其特征在于，还包括两个第一连接杆，所述控制系统固定地穿设在所述第一连接杆上，部分的所述人机交互系统穿设在所述第一连接杆上且位于所述控制系统的上方。
5.根据权利要求1所述的智能门卫机器人，其特征在于，还包括用于检测该智能门卫机器人自身的状态内部感知系统。
6.一种智能门卫机器人的作业方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过图像获取单元判断来访者是否为允许人员或者允许车辆；
如果来访者为允许人员或者允许车辆，通过红外发生装置驱使门闸开关动作打开门闸；
如果来访者不为允许人员或者允许车辆，通过人机交互系统录入来访者信息；
根据来访者信息判断是否允许来访者进入。
7.根据权利要求6所述的作业方法，其特征在于，所述允许人员或所述允许车辆表示内部人员或内部车辆或暂时允许的临时人员或暂时允许的临时车辆。
8.根据权利要求6所述的作业方法，其特征在于，还包括以下步骤：
通过红外感应获得来访者的运动状态信息，通过超声波获得来访者的位置信息；
根据来访者的运动状态信息和位置信息，生成报警信息。
9.根据权利要求6所述的作业方法，其特征在于，步骤“根据来访者信息判断是否允许来访者进入”包括：
将来访者信息发送至远程于该门闸的控制中心，控制中心根据预设规则对控制系统进行控制。
10.根据权利要求6所述的作业方法，其特征在于，在步骤“通过图像获取单元判断来访者是否为允许人员或者允许车辆”之前，还包括通过感知系统检测来访者的到来，在控制系统的驱动下，通过移动控制装置靠近来访者。
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