CN203133608U - 具有语音功能的可移动监控机器人系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有语音功能的可移动监控机器人系统，由可移动监控机器人和无线供电两个子系统组成，并配合计算机完成实时可移动监控。可移动机器人子系统可以通过循迹单元自动进行移动巡检，同时通过无线摄像头将视频信号实时传送至计算机端进行实时监控。操作人员可以通过语音指令方便地控制可移动机器人动作，同时可移动机器人子系统通过语音提示对操作者的命令做出提示，在遇到紧急情况时可移动机器人子系统能够发出语音警报。在电量不足时，可移动机器人子系统能够自动移动至无线供电子系统的位置进行充电，从而实现系统不间断工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人智能检测、自动控制与安防监控领域，具体涉及一种具有语音功能的可移动监控机器人系统。
背景技术
具有语音功能的可移动监控机器人系统是一个集环境检测、动态决策与行为控制与执行等功能于一体的系统，具有在一定区域内沿指定路线移动巡检功能，同时将无线摄像头采集的视频信息通过无线实时发送至计算机进行实时监控，该系统可以通过语音方便的控制机器人，语音播报功能能够在监测到紧急情况是对周围人员进行语音报警，系统电量不足时，移动机器人可以自动找到无线充电地点给自己充电，从而实现自动不间断工作。目前，大多数监控系统采用将摄像头固定的方式进行监控，要实现大范围监控需用多台摄像机，代价高昂，而且容易产生监控死角。针对上述问题，本实用新型提供一种能够自行充电具有语音控制和语音播报功能的可移动监控机器人系统。
发明内容
本实用新型的目的在于，提供一种具有语音功能的可移动监控机器人系统，该系统能够通过安装在移动机器人的无线摄像头将采集到的视频信号发送到计算机端，实现移动巡检实时监控，操作者可以通过语音方便的控制机器人做出动作，同时机器人能够对操作者的命令做出语音提示，在检测到紧急情况时移动机器人能够进行语音报警，机器人电量不足是能够自动移动至无线供电子系统位置进行充电，从而实现系统不间断工作。
为了实现上述任务，本实用新型采用以下技术方案予以实现。
一种具有语音功能的可移动监控机器人系统，其特征在于，由可移动机器人和无线供电两个子系统组成；其中：
所述的移动机器人子系统包括：分别安装在机器人上层车架、下层车架和底盘上的无线摄像头、舵机云台、喇叭、语音处理控制器、无线通信单元、电源调理单元、蓄电池、执行单片机控制器、电机驱动器、红外蔽障装置、循迹单元、车体线圈、车轮、万向轮、支柱、步进电机。
所述无线供电子系统包括：无线供电系统控制器、无线供电系统无线通信单元、无线供电系统功率放大单元、无线供电系统载体、无线供电系统线圈、薄板、无线供电系统供电模块。
所述的电源调理单元可以通过车体线圈由无线供电系统获得电能给蓄电池充电，工作状态下，电源调理单元由蓄电池供电产生两路稳压电源，其中一路电源给电机驱动器、舵机云台和步进电机供电；另一路电源给无线摄像头、语音处理控制器、无线通信单元、执行单片机控制器、红外蔽障装置和循迹单元供电；所述电机驱动器输出端与步进电机和舵机云台的输入端相连接；红外蔽障装置、循迹单元和无线通信单元的输出端与执行单片机控制器相连接；电机驱动器和无线通信单元的输入端与执行单片机控制器相连接；喇叭的输入端与语音处理控制器相连接；语音处理控制器的串口单元输出端与执行单片机控制器串口单元输入端相连接；语音处理控制器的串口单元输入端与执行单片机控制器串口单元输出端相连接；所述无线供电系统供电模块由220V交流电源供电产生两路稳压电源，其中一路电源给无线供电系统功率放大单元供电，另一路电源给无线供电系统控制器和无线供电系统无线通信单元供电；无线供电系统线圈与无线供电系统功率放大单元输出端相连接；无线供电系统功率放大单元和无线供电系统无线通信单元的输入端与无线供电系统控制器相连接；无线供电系统无线通信单元的输出端与无线供电系统控制器相连接；
本实用新型的其它特点是：
所述的无线摄像头为一能将采集的图像以数字信号无线发送的摄像头，能够将视频信号实时地发送到计算机端。
所述的舵机云台由两个舵机和云台支架构成，所述舵机分别用于调整摄像头的水平偏角和仰角。
所述的语音处理控制器为一具有高速AD和DA处理能力的单片机，并能够用来进行语音识别和语音播放；语音处理控制器电路板上安装有拾音器和喇叭驱动，所述拾音器用于输入语音指令，所述喇叭驱动用于驱动可移动机器人子系统中的喇叭播放语音。
所述的循迹单元由5对反射型红外对管构成，用于检测行驶标线，从而实现机器人沿指定路线进行移动巡检的功能。
本实用新型的具有语音功能的可移动监控机器人系统，具有以下显著效果：
（1）成本低
仅需一个可移动机器人即可对大范围空间进行实时监控，所需设备较少，系统安装简易方便，减少了用户的费用支出。
（2）操作方便
操作者可以通过语音指令方便地控制可移动机器人进行动作，同时可移动机器人会根据操作者的命令给出语音提示。
（3）较高的灵活性
目前，大多数场所的监控采用固定式视频监控方法。这种方法都有一定的地理位置局限性，很难适应环境变化的情况，容易出现监控死角。本实用新型的具有语音功能的可移动监控机器人系统，利用可移动机器人子系统进行实时监控，具有较高的灵活性。
附图说明
图1是本实用新型的具有语音功能的可移动监控机器人系统结构示意图。
图2是图1的俯视图。
图3是图2的后视图。
图4是本实用新型的无线供电系统结构示意图。
图5是直道区域标志示意图。
图6是弯道区域标志示意图。
图7是终点和无线供电地点标志示意图。
图中的标记分别表示：1、无线摄像头，2、接件，3、舵机云台，4、喇叭，5、语音处理控制器，6、无线通信单元，7、电源调理单元，8、蓄电池，9、执行单片机控制器，10、电机驱动器，11、红外蔽障装置，12、循迹单元，13、车体线圈，14、车轮，15、万向轮，16、支柱，17、上层车架，18、下层车架，19、底盘，20、步进电机，21、无线供电系统控制器，22、无线供电系统无线通信单元，23、无线供电系统功率放大单元，24、无线供电系统载体，25、无线供电系统线圈，26、薄板，27、无线供电系统供电模块，28、直道标线，29、弯道标线，30、无线供电地点标志。
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的详细描述。
具体实施方式
参照图1、图2、图3所示，本实施例给出具有语音功能的可移动监控机器人系统，由可移动机器人和无线供电两个子系统组成，其中：
可移动机器人子系统的具体结构包括：
一个移动载体，该移动载体由底盘19、固定于底盘上方的上层车架17和下层车架18、固定于底盘下方前端的步进电机20和车轮14、固定于地盘下方后端的万向轮15构成。
安装在上层车架17前方两侧的红外蔽障装置11，该红外蔽障装置11用于检测机器人前方的障碍物；
安装在上层车架17位于红外蔽障装置11后方的舵机云台3，该舵机云台3由两个舵机和云台支架组成，所述舵机分别用于调节无线摄像头1的水平偏角和垂直仰角；
安装在舵机云台3上的无线摄像头1，该无线摄像头2与舵机云台3通过一接件2相连，该无线摄像头2能够实时采集视频信息转换成数字信号以无线方式发送至计算机端；
安装在上层车架17位于舵机云台3后方的喇叭4，该喇叭用于语音播放。
安装在上层车架17位于喇叭4后方的语音处理控制器5，该语音处理控制器5为一具有高速AD和DA处理能力的单片机，用于处理语音识别和语音播放；语音处理控制器5电路板上安装有拾音器和喇叭驱动，所述拾音器用于输入语音指令，所述喇叭驱动用于驱动可移动机器人子系统中的喇叭4播放语音；
安装在上层车架17位于语音处理控制器5后方的无线通信单元6，该无线通信单元用于与无线供电系统和计算机端进行信息交互；
安装在下层车架18前方左右两侧的红外蔽障装置11，该红外蔽障装置11用于检测机器人两侧的障碍物；
安装在下层车架18位于红外蔽障装置11后方的电机驱动器10，该电机驱动器10用于驱动步进电机20和舵机云台3；
安装在下层车架18位于电机驱动器10后方的执行单片机控制器9，该执行单片机控制器9用于处理无线通信信息、控制机器人循迹行驶、调整摄像头的角度、完成无线充电和完成语音处理控制器5识别的语音指令；
安装在下层车架18位于执行单片机控制器9后方的电源调理单元7，该电源调理单元7由蓄电池8供电产生两路稳压电源给其他模块供电，蓄电池8电量不足时该电源调理电路由车体线圈13从无线供电系统获取电能给蓄电池8充电；
安装在底盘19上方后侧的蓄电池8，该蓄电池8给整个可移动机器人子系统供电；
安装在底盘19下方前侧的循迹单元12，该循迹单元有5对等间距布置的反射式红外对管组成，用于检测指定行驶路径标线；
安装在底盘19下方中心位置的车体线圈13，该车体线圈13为无线供电接收线圈；
电机驱动器10输出端与步进电机20和舵机云台3的输入端相连接；红外蔽障装置11、循迹单元12和无线通信单元6的输出端与执行单片机控制器9相连接；电机驱动器10和无线通信单元6的出入端与执行单片机控制器9相连接；喇叭4的输入端与语音处理控制器5相连接；语音处理控制器5的串口单元输出端与执行单片机控制器9串口单元输入端相连接；语音处理控制器5的串口单元输入端与执行单片机控制器9串口单元输出端相连接。
参照图4所示，本实施例给出无线供电子系统的具体结构，包括：
无线供电系统载体24，该载体为一长方形平板；
安装在无线供电系统载体24上的无线供电系统无线通信单元22，该无线通信单元22用于与移动机器人进行信息交换；
安装在无线供电系统载体24上的无线供电系统控制器21，该单片机控制系统21用于产生无线供电所需的高频信号和处理与移动机器人的交互信息控制无线供电系统的开关；
安装在无线供电系统载体24上的无线供电系统功率放大单元23，该功率放大单元23用于将无线供电系统控制器21产生的高频信号进行功率放大通过无线供电系统线圈25给移动机器人无线输电；
薄板26，该薄板26用于将无线供电系统线圈25固定于地面上；
贴于薄板26上的无线供电系统线圈25。
安装在无线供电系统载体24上的无线供电系统供电模块27，该无线供电系统供电模块27由220V交流电供电产生两路稳压电源，一路电源给无线供电系统控制器21、无线供电系统无线通信单元22供电，另一路电源给无线供电系统功率放大单元供电；
无线供电系统线圈25与无线供电系统功率放大单元23输出端相连接；无线供电系统功率放大单元23和无线供电系统无线通信单元22的输入端与无线供电系统控制器21相连接；无线供电系统无线通信单元22的输出端与无线供电系统控制器21相连接。
本实用新型的具有语音功能的可移动监控机器人系统，在实际工作时，分别接通可移动机器人子系统的电源调理电源17和无线供电子系统供电模块27的开关，整个系统开始工作。工作过程中，无线摄像头1将实时采集到的视频信号发送到计算机端进行实时监控；操作人员可以在计算机端通过键盘控制小车行进或调整摄像头角度；移动机器人工作在自动巡检模式下时，可通过循迹单元12检测直道标线28、弯道标线29，沿指定路线自动行驶；可移动机器人子系统在行驶路线上遇到障碍物时，通过红外蔽障装置11检测障碍物位置，绕开障碍物行驶；遇紧急情况时，操作人员可通过可移动机器人子系统发送语音播报指令，让可移动机器人子系统进行语音报警；操作人员在可移动机器人子系统周围时可以通过语音指令控制可移动机器人做出动作；蓄电池8电量不足时，可移动机器人子系统自动移动至无线供电位置标识30处，通过无线通信单元6与无线供电系统进行信息交互，无线供电系统开始工作给可移动机器人子系统充电；充电完毕可移动机器人子系统继续巡检任务，无线供电系统停止工作。
Claims (5)
1.一种具有语音功能的可移动监控机器人系统，其特征在于，由可移动机器人和无线供电两个子系统组成，其中：
所述的可移动机器人子系统包括：分别安装在机器人上层车架（17）、下层车架（18）和底盘（19）上的无线摄像头（1）、舵机云台（3）、喇叭（4）、语音处理控制器（5）、无线通信单元（6）、电源调理单元（7）、蓄电池（8）、执行单片机控制器（9）、电机驱动器（10）、红外蔽障装置（11）、循迹单元（12）、车体线圈（13）、车轮（14）、万向轮（15）、支柱（16）、步进电机（20）；
所述的电源调理单元（7）可以通过车体线圈（13）由无线供电子系统获得电能给蓄电池（8）充电，工作状态下，电源调理单元（7）由蓄电池（8）供电产生两路稳压电源，其中一路电源给电机驱动器（10）、舵机云台（3）和步进电机（20）供电；另一路电源给无线摄像头（1）、语音处理控制器（5）、无线通信单元（6）、执行单片机控制器（9）、红外蔽障装置（11）和循迹单元（12）供电；所述电机驱动器（10）输出端与步进电机（20）和舵机云台（3）的输入端相连接；红外蔽障装置（11）、循迹单元（12）和无线通信单元（6）的输出端与执行单片机控制器（9）相连接；电机驱动器（10）和无线通信单元（6）的输入端与执行单片机控制器（9）相连接；喇叭（4）的输入端与语音处理控制器（5）相连接；语音处理控制器（5）的串口单元输出端与执行单片机控制器（9）串口单元输入端相连接；语音处理控制器（5）的串口单元输入端与执行单片机控制器（9）串口单元输出端相连接；
所述无线供电子系统包括：无线供电系统控制器（21）、无线供电系统无线通信单元（22）、无线供电系统功率放大单元（23）、无线供电系统载体（24）、无线供电系统线圈（25）、薄板（26）、无线供电系统供电模块（27）；
所述无线供电系统供电模块（27）由220V交流电源供电产生两路稳压电源，其中一路电源给无线供电系统功率放大单元（23）供电，另一路电源给无线供电系统控制器（21）和无线供电系统无线通信单元（22）供电；无线供电系统线圈（25）与无线供电系统功率放大单元（23）输出端相连接；无线供电系统功率放大单元（23）和无线供电系统无线通信单元（22）的输入端与无线供电系统控制器（21）相连接；无线供电系统无线通信单元（22）的输出端与无线供电系统控制器（21）相连接；
2.如权利要求1所述的可移动监控机器人系统，其特征在于，所述的无线摄像头（1）为一能将采集的图像以数字信号无线发送的摄像头，能够将视频信号实时地发送到计算机端。
3.如权利要求1所述的具有语音功能的可移动监控机器人系统，其特征在于，所述的舵机云台（3）由云台、两个舵机和云台支架构成，所述舵机分别用于调整摄像头的水平偏角和仰角。
4.如权利要求1所述的具有语音功能的可移动监控机器人系统，其特征在于，所述的语音处理控制器（5）为一具有高速AD和DA处理能力的单片机，并能够用来进行语音识别和语音播放；语音处理控制器（5）电路板上安装有拾音器和喇叭驱动，所述拾音器用于输入语音指令，所述喇叭驱动用于驱动可移动机器人子系统中的喇叭（4）播放语音。
5.如权利要求1所述的可移动监控机器人系统，其特征在于，所述的循迹单元（12）由5对反射型红外对管构成，用于检测行驶标线，从而实现机器人沿指定路线进行移动巡检的功能。
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