CN203870474U - 一种面向视觉监控的自动导航巡逻机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种面向视觉监控的自动导航巡逻机器人，其包括车体、摄像头、云台、主机、无线模块、探照灯、报警装置、红外传感器等硬件设备。它主要采用视觉技术、道路识别及控制技术和无线通信技术。将采集的视频图像数据传输装置传给主机，主机对图像进行分析处理，识别出道路情况，从而实现自动导航。操作者也可以根据监控的图像发送控制命令给主机，主机控制驱动装置实现巡逻车的运动控制；同时控制云台上下、左右的运动，从而在服务器上就显示周围的环境情况，达到监控的作用。

Description

一种面向视觉监控的自动导航巡逻机器人

1.技术领域

本实用新型涉及一种面向视觉监控的自动导航巡逻机器人，尤其是采用视觉技术、道路识别及控制技术和无线通信技术实现远程操作与监控。

2.背景技术

在大型化工原料库、储油区、易燃易爆场所等不利于工作员巡逻监视的地方，特别需要巡逻机器人进行实时的监视，同时实时的视频传输能让工作人员及时了解现场的情况。然而，现有的巡逻机器人的通用性不强、易用性差。

另外，在超级商场、大型物流仓库、会展中心、医院、车站、机场等大型场所，人流量多、物流更为繁杂，其保安巡逻自动化需求将日趋迫切。目前依赖于人力巡逻或CCD定位监控已不能满足夜间保安的要求，且费用较高。采用保安巡逻机器人实行定时、定点监控巡逻与不间断流动巡逻结合将很好的解决这一问题。

3.实用新型内容

本实用新型提供一种实用性好、功能强的远程控制巡逻机器人，克服了现有的巡逻机器人的通用性不强、易用性存在缺陷，且识别率不高的问题，可以达到后台远程操作控制并自主识别道路，进行精确的巡逻工作。

本实用新型巡逻机器人包括：车体、摄像头、云台、主机、无线模块、探照灯、报警装置、红外传感器、伺服驱动等硬件设备以及运行在主机上的视频采集模块、无线通信模块、信息处理模块。

巡逻机器人运行流程如下：摄像头摄取视频图像数据传给主机，主机对图像做分析处理并进行道路识别、跟踪，获得有效的车道线，经过处理后能够实现自动导航。同时操作者根据获得的数据可以进行实时操作，控制小车的运行。

其中，主机是巡逻机器人的核心部件之一，它安装在巡逻车上，通过无线通讯模块与服务器进行连接控制，另外本系统运行在主机上。

所述的视频采集模块是巡逻机器人视频采集装置的重要部分，其运用VFW采集视频；对采集的视频只取一帧并进行编码处理及存储操作。

所述的摄像头分为云台摄像头和车头摄像头，其中云台摄像头是监控周围环境，通过视频采集模块将图像数据发送给主机进行显示；车头的摄像头是进行道路监控，通过视频采集模块将图像数据发送给主机进行数据处理。

所述的信息处理模块主要包括远程操作信息处理模块、道路识别模块、非视觉传感器信息采集模块。其中，道路识别模块将采用连通区域搜索矢量化和改进型的随机霍夫变换方法来对图像进行道路识别与跟踪；远程操作信息处理模块对获取的车道线进行处理，并接收远程操作命令；非视觉传感器信息采集模块将采集的信息反馈到主服务器上并显示。

所述的伺服驱动装置，其主要是从主机或服务器上得到操控命令后控制巡逻机器人的运行，从而达到远程精确控制巡逻机器人。

所述的报警装置，其主要是作为道路障碍及巡逻车受损的情况下的预警，形式是以发出视觉形式的警报。所述的探照灯装置，其主要用于巡逻机器人在现场亮度不够的情况下进行定点照明。所述的红外探测装置，其主要是进行巡逻机器人周围环境的检测，看巡逻车是否有碰撞的可能。

本实用新型是一种具有自动导航、远程操作与监控等功能的巡逻机器人，使得巡逻切实有效。

4.附图说明

图1巡逻机器人的整体系统结构图。

图2巡逻机器人三维图。

图3视频采集的图像。

图4真实图像中动态目标搜索区域。

图5车道线数学建模。

图6服务器监控程序图。

图7无线局域网结构图。

5.具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型巡逻机器人硬件设备包括车体、摄像头、云台、主机、无线模块、探照灯、报警装置、红外传感器、伺服驱动等。摄像头摄取视频图像数据传给主机，主机通过信息处理模块对图像进行分析处理，识别出道路情况，从而实现自动导航。主机根据处理过的数据发送控制命令给伺服驱动装置实现巡逻车的运动控制；同时控制摄像头云台来控制摄像头的上下、左右的运动，再通过无线模块，在服务器上就显示周围的环境情况，达到监控的作用。

如图3所示，云台摄像头运用视频采集模块对采集的视频只取一帧，然后在服务器的视频窗口里面来进行视频图像的显示，在进行视频的编码处理，最后对其进行存储操作。

如图4和图5所示，图4和图5是网络摄像头摄取图像数据发送给服务器，主机通过信息处理装置对其采集的图像就行预处理后，采用连通区域搜索矢量化和改进型的随机霍夫变换方法来对图像进行道路识别与跟踪；得到车道线并进行处理。

如图6所示，图6是对前面图像处理后得到的一些信息的显示，操作者即根据这些信息来实时监测及发送指令，驱动装置得到命令进行巡逻机器人的控制。

如图7所示，图7是对将服务器的命令传给巡逻机器人，使其按照操作者的意图来运动及监控周围环境，同时也是巡逻机器人与服务器之间交换数据的一个通道，可以很好的协调各巡逻机器人工作。

本实用新型巡逻机器人除了上述的一些功能外，还有报警装置、探照灯装置、红外探测装置，能根据周围环境情况做出相应的处理与预警。

Claims (7)

1.一种面向视觉监控的自动导航巡逻机器人，其包括车体、摄像头、云台、主机、探照灯、报警装置、红外传感器、伺服驱动装置；其特征在于：巡逻机器人通过摄像头获得图像，再用信息处理模块识别出道路进而控制机器人的运动，同时能与服务器进行实时的交互。

2.根据权利要求1所述的巡逻机器人，其特征在于：所述的摄像头分为云台摄像头和车头摄像头，其中云台摄像头是监控周围环境；车头的摄像头是进行道路识别。

3.根据权利要求1所述的巡逻机器人，其特征在于：无线模块主要把巡逻机器人的所有信息通过局域网传输给服务器。

4.根据权利要求1所述的巡逻机器人，其特征在于：运行在主机上的信息处理模块包含视频采集模块、无线通信模块、信息处理模块。

5.根据权利要求4所述的巡逻机器人，其特征在于：道路识别模块将采用连通区域搜索矢量化和改进型的随机霍夫变换方法来对图像进行道路识别与跟踪；远程操作信息处理模块对获取的车道线进行处理，并发送接收操作命令；非视觉传感器信息采集模块将采集的信息反馈到服务器上并显示。

6.根据权利要求1所述的巡逻机器人，其特征在于：操作者可以在服务器上就获得的车道信息进行远程操作并发送命令；伺服驱动装置根据相应的命令进行小车运动的控制，从而达到巡逻的目的。

7.根据权利要求1所述的巡逻机器人，其特征在于：道路识别摄像头安装在巡逻机器人的车头，红外传感器安装在巡逻机器人的侧面，报警装置安装在机器人的前面，探照灯安装在云台下部。