CN215318720U - 一种智能巡防机器人系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能巡防机器人系统，应用于安防机器人，其包括动态监控组件、控制组件、强声驱散组件、报警组件、导航组件和热成像组件，动态监控组件包括通信模块、存储模块、光学部件和声学部件，其中，光学部件包括环视摄像头和人脸识别模块，声学部件包括监听设备、语音识别模块、扩音设备和音频模块，通过环视摄像头和人脸识别模块主动识别人脸并比对，通过监听设备和语音识别模块监听周围声音并比对，发现可疑情况时及时报警；该系统能够自动识别可疑人员，自动预警特殊事件等安防能力，全方位进行监控，全面采集安防数据，且具有多种功能，帮助处理警情，提高社会智能安防水平。

Description

一种智能巡防机器人系统

技术领域

本实用新型涉及安防机器人技术领域，特别涉及一种智能巡防机器人系统。

背景技术

我国的安全防范技术行业的发展主要包括三个阶段，第一个阶段为1979年至1983年的起步阶段，1984至1996年的发展阶段，1997年至今的提高阶段。现阶段，安全防范技术行业不断发展和进步，不断创新，探索安全技术防范的发展规律和新技术方向。

目前，我国已广泛应用了数字化监控系统，主要是基于视频监控，而视频监控只能在一定的固定范围内进行，不能完全覆盖、存在视频死角，容易漏掉一些区域，而增加人工巡逻又会耗费大量的时间和精力，不便于安全防范工作的开展。

现有技术的视频监控系统，仅仅解决了“重点部位”看得见的问题，无法做到实时按需动态监控，做不到真正的“看的清”，“看得懂”，也不能主动进行监控和动态巡逻，不能实时反馈危险事件的发生，也不能及时处理危险事件；对于危害社会公共安全的事件，如盗窃、入侵、破坏和其他可疑行为，现有技术并不能第一时间发现并主动预警，只能事后追查，不能做到事前防范；现有的监控系统，发现可疑人员后，难以进行初步控制，不能第一时间对可疑人员的行为进行干扰；另外，对于天气变化引起的温度、光照和雨雾等自然因素，会影响视频监控效果，对拍摄造成阻碍，在光线不足、雨雾天气等不良条件下，也不能进行有效的识别和监控。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中所存在不能主动监控和动态监控，难以进行实时发现和处理危险事件的不足，提供一种智能巡防机器人系统，能够自动识别可疑人员，自动预警特殊事件等安防能力，全方位进行监控，全面采集安防数据，提高社会智能安防水平。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种智能巡防机器人系统，智能巡防机器人包括主体和连接至主体的行走装置，系统包括安装于主体的动态监控组件、控制组件，动态监控组件包括光学部件和通信模块；光学部件包括：可周向转动的环视摄像头和匹配有人脸特征数据库的人脸识别模块；环视摄像头和人脸识别模块电连接；环视摄像头用于主动对人脸进行拍摄，人脸识别模块用于对拍摄的人脸图像进行识别；控制组件分别和通信模块、人脸识别模块电连接，且通信模块和警员的警情终端通讯连接；进一步地，系统能够安装于多种不同外形的智能巡防机器人，只要智能巡防机器人具有移动功能的行走装置和安装系统的主体即可；环视摄像头通过转动而主动抓拍人脸，人脸识别模块识别到与人脸特征数据库匹配的人脸图像时，控制组件通过通信模块向警情终端发送报警信号。

该系统通过环视摄像头转动而覆盖智能巡防机器人的周向位置，能够全面地对周围环境进行拍摄，通过人脸识别模块主动对人脸进行识别和比对，及时发现可疑人员，做到动态监控，能够在周围出现可疑人员时，进行主动预警，实时报警，及时反馈并协助警员处理危险情况。

在实用新型较佳的实施例中，上述环视摄像头带有旋转装置；或主体设有旋转装置，环视摄像头固定至旋转装置；进一步地，旋转装置为云台，云台的周向转动角度≤360°，环视摄像头自带云台或云台设置在主体的顶部；环视摄像头能够进行全周向的转动，对需要监控的位置或区域能够智能调控、按需监控，便于警员了解巡逻现场情况。

在实用新型较佳的实施例中，上述环视摄像头为广角摄像头，广角摄像头设置有至少2个，至少2个广角摄像头的布置使得拍摄覆盖周向360°的视觉区域，或至少2个广角摄像头通过转动而覆盖周向360°的视觉区域；能够全方位覆盖主体的周围区域，做到360°无死角监控。

在实用新型较佳的实施例中，上述系统还包括声学部件，声学部件包括：监听设备和匹配有报警语音库的语音识别模块，监听设备和语音识别模块电连接，语音识别模块和控制组件电连接；语音识别模块识别到报警语音库的词汇，或声音超过语音识别模块预先设置的报警阀值时，控制组件通过通信模块向警情终端发送报警信号；进一步地，监听设备为拾音器或麦克风；监听设备用于监听周围声音，语音识别模块用于对监听的声音进行识别；通过监听设备将声音传递至语音识别模块，通过语音识别模块对监听采集的声音进行识别和比对，实现对可疑声音或响声进行有效判别，及时识别可疑声音，发现警情。

在实用新型较佳的实施例中，上述声学部件还包括扩音设备和音频模块，音频模块分别和扩音设备、监听设备、通信模块电连接，音频模块与警情终端通讯连接，警情终端具有语音接收和发送功能，以实现语音交互；实现了警员与巡逻现场周围人员的实时对讲、远程喊话以达到了解现场情况、警告威慑等多种目的，实现巡逻现场警情与指挥中心的信息联动。

在实用新型较佳的实施例中，上述系统还包括强声驱散组件，强声驱散组件包括声压级的强声驱散器，强声驱散器的声波传输覆盖300米内范围；通过强声驱散组件发出人耳无法适应的高频强噪声，对潜在威胁人员的生理和心理造成强烈干扰，使其产生震慑、难受、烦躁、疲劳、无法集中注意力等反应，起到“主动驱逐”的作用，同时又不引起永久性伤害。

在实用新型较佳的实施例中，上述系统还包括报警组件，报警组件包括爆闪警示灯、SOS报警键和拨号器，爆闪警示灯安装在主体外部，SOS报警键与拨号器连接；搭载SOS报警键，在紧急情况下，周围人员按下该按钮后，机器人将自动拨通报警电话，实现一键报警，以便警员及时发现警情。

在实用新型较佳的实施例中，上述系统还包括自主导航组件，导航组件包括安装于主体内的定位芯片，和安装于主体外部的：定位定向接收机、激光雷达和超声波传感器；通过定位芯片对智能巡防机器人的位置进行确定，通过定位接收机精准纠正定位位置，通过激光雷达和超声波传感器准确探测障碍物，以便于主动规划出避障绕障路径。

在实用新型较佳的实施例中，上述系统还包括热成像组件，热成像组件包括热成像摄像机，热成像摄像机安装于主体，热成像摄像机内置有可见光模块和热成像模块；能够探测到人体温度并进行成像，有助于识别可疑人员，在光线不足、雨雾天气等不良条件下，也能够实现准确的物体识别。

在实用新型较佳的实施例中，上述动态监控组件还包括储存有人脸特征数据库和报警语音库的存储模块，存储模块通过电连接人脸识别模块而将人脸特征数据库匹配至人脸识别模块，存储模块通过电连接语音识别模块而将报警语音库匹配至语音识别模块；能够预先储存可疑人员信息和预警的报警语音库，以提供给人脸识别模块和语音识别模块。

在实用新型较佳的实施例中，上述控制组件分别与环视摄像头、人脸识别模块、通信模块、语音识别模块、存储模块、音频模块、强声驱散器、爆闪警示灯、定位芯片、定位定向接收机、激光雷达、超声波传感器电连接；进一步地，上述各部件分别与充电电池连接，通过充电电池进行供电；进一步地，控制组件为用于逻辑运算和过程控制的控制器；进一步地，控制器包括但不限于MCU、DSP或ARM，也可采用如AVR、PLC、PIC、凌阳、DSP或FPGA；通过控制组件控制智能巡防机器人的多个组成部件，以实现各个部件之间的协作和调控。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、该系统能够主动识别，准确判断可疑人员，做到动态监控，能够及时发现可疑人员，进行实时的主动预警，及时反馈并协助警员处理危险情况。

2、该系统能够对可疑声音或响声进行有效判别，在出现可疑的语音或声响时，及时识别和预警，实时发现警情，协助警员处理危险情况。

3、该系统能够实现警员与巡逻现场周围人员的实时对讲、远程喊话以达到了解现场情况、警告威慑等多种目的，实现巡逻现场警情与指挥中心的信息联动。

4、该系统能够对潜在威胁人员的生理和心理造成强烈干扰，使其产生震慑、难受、烦躁、疲劳、无法集中注意力等反应，起到“主动驱逐”的作用，同时又不引起永久性伤害。

5、该系统能够帮助周围人员在紧急情况下报警，周围人员按下该按钮后，机器人将自动拨通报警电话，实现一键报警，以便警员及时发现警情。

6、该系统能够自主导航，自主规划最优路径，保障其在最短时间和最短路径到达指定目标点，能够对位置进行及时纠正，综合探测和避障绕障。

7、该系统能够探测到人体温度并进行成像，有助于识别可疑人员，在光线不足、雨雾天气等不良条件下，也能够实现准确的物体识别。

附图说明

图1为本发明智能巡防机器人系统的实施例1示意图；

图2为本发明智能巡防机器人的示意图；

图3为本发明智能巡防机器人系统的实施例2示意图；

图4为本发明智能巡防机器人的实施例2结构图；

图5为本发明智能巡防机器人系统的实施例3示意图；

图6为本发明智能巡防机器人的实施例3结构图。

图示标记：1-主体；2-行走装置；3-旋转装置；4-环视摄像头；5-热成像摄像机；6-SOS报警键；7-爆闪警示灯；8-扩音设备；9-监听设备；10-强声驱散器；11-定位定向接收机；12-激光雷达；13-超声波传感器。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。

实施例1

请参照图1，本实施例提供了一种智能巡防机器人系统，其包括动态监控组件、控制组件、强声驱散组件、报警组件、导航组件、热成像组件和电源组件，动态监控组件包括通信模块、存储模块、光学部件和声学部件，警员处放置有警情终端，其中，光学部件包括环视摄像头4和人脸识别模块，声学部件包括监听设备9、语音识别模块、扩音设备8和音频模块，控制组件为控制器，强声驱散组件为强声驱散器10，报警组件包括SOS报警键6和爆闪警示灯7，热成像组件为热成像摄像机5，电源组件采用充电电池，而警情终端为手机。该系统通过动态监控组件对进行动态监控，通过光学部件主动识别人脸并比对，通过声学部件监听周围声音并比对，通过强声驱散组件对可疑人员造成威慑和干扰，通过报警组件进行警示和一键报警，通过导航组件避障绕障，通过热成像组件在不良天气条件下有效监控。

请参照图2，智能巡防机器人系统可安装于多种不同外形的智能巡防机器人，基本地，该机器人具有移动功能即可，本实施例的智能巡防机器人包括主体1和连接至主体1的行走装置2，主体1的外部安装有：旋转装置3、环视摄像头4、热成像摄像机5、SOS报警键6、爆闪警示灯7、扩音设备8、监听设备9、强声驱散器10、定位定向接收机11、激光雷达12和超声波传感器13，系统的其他部件设置在主体1内部。智能巡防机器人的行走装置2为底盘，主体1在内部通过螺钉与底盘连接固定，主体1的顶部设置有旋转装置3，该旋转装置3为旋转台，旋转台的底部设置有轴孔，该主体1内置有电机，且电机的输出轴插入轴孔固定，旋转台的顶部通过螺钉安装固定有环视摄像头4和热成像摄像机5，主体1的表面设置有触摸屏，SOS报警键6为触摸按键，主体1设置有多个不同的安装槽，强声驱散器10、定位定向接收机11、激光雷达12和超声波传感器13分别固定在各安装槽内，而爆闪警示灯7为LED灯板，该灯板嵌入在主体1外壁，扩音设备8和监听设备9分别卡在主体1内壁设置的卡座内，而该处的主体1壁设置有内外连通的音孔，以便于声音传播。

本实施例的通信模块、存储模块、人脸识别模块、语音识别模块、音频模块、GPS定位芯片和控制器集成于PCB电路板，各模块都为现有技术，不需要依靠软件改进实现，PCB电路板内置于主体1内并通过螺钉固定，PCB板与充电电池的对应供电接口相连接，通过充电电池为上述各模块供电，通信模块采用4G通信模块，也可采用5G通信模块，存储模块采用通用的存储器，人脸识别模块采用人脸识别芯片，语音识别模块采用语音识别芯片，音频模块采用4G音频模块，即音频模块为无线音频模块，本身内置了4G通信模块，不使用系统的通信模块，控制器采用DSP，即数字信号处理器；环视摄像头4、热成像摄像机5(包括可见光模块、热成像模块)、拾音器、微型放音器、强声驱散器10、红蓝爆闪灯、拨号器、GPS定位定向接收机11、激光雷达12、超声波传感器13分别与充电电池对应的供电接口相连接。

本实施例的动态监控组件通过识别图像和声音，进行比对和判断，进而对巡逻现场的情况进行全面把控，其中，光学部件负责图像识别，声学部件负责声音识别。环视摄像头4为可周向转动的广角摄像头，广角覆盖120°范围，即环视摄像头采用广角为120°的摄像头，共设置有3个环视摄像头4且均衡分布，使得3个环视摄像头4拍摄覆盖周向360°的视觉区域，能够全方位覆盖智能巡防机器人的周围区域，做到360°无死角监控；环视摄像头4自带有可全周向转动的云台，通过云台的转动而调节环视摄像头4的拍摄方向，云台卡入智能巡防机器人的旋转台顶部设置的凹槽并通过螺钉固定，环视摄像头4用于主动对人脸进行拍摄，通过DSP调节云台的转动角度来实现环视摄像头4对不同方向的人脸抓拍，这样能够对需要监控的位置或区域能够智能调控、按需监控，便于警员了解巡逻现场情况。

环视摄像头4和人脸识别模块电连接，人脸识别模块用于对拍摄的人脸图像进行识别，环视摄像头4拍摄的图像直接传送至人脸识别模块，以进行实时监测，人脸识别模块通过存储模块匹配有人脸特征数据库，人脸特征数据库储存有公安处提供的黑名单数据，人脸识别模块识别到与公安黑名单匹配的人脸图像时反馈数据至DSP，DSP通过4G通信模块向警情终端发送报警信号。

本实施例的监听设备9采用360°全向远距的高灵敏度拾音器，用于监听周围声音，实现对巡逻现场的监听与对话，拾音器的拾音距离最远可达15米，且在0-15米之间连续可调；拾音器和语音识别模块电连接，通过拾音器将声音传递至语音识别模块，通过语音识别模块对监听采集的声音进行识别和比对，实现对可疑声音或响声进行有效判别，及时识别可疑声音，发现警情；语音识别模块和DSP电连接，语音识别模块通过存储模块匹配有报警语音库，且在语音识别模块预设有声音分贝值的报警阀值，语音识别模块识别到声音超过报警阀值或语音识别模块识别到报警语音库的词汇时，语音识别模块输出信号至DSP，再通过4G通信模块将声音数据传递至警情终端。

声学部件还包括扩音设备8和4G音频模块，扩音设备8采用微型放音器，4G音频模块分别和微型放音器、拾音器、4G通信模块电连接，4G音频模块与警情终端的手机通讯连接，通过4G音频模块自带的4G通信模块直接与该手机进行语音传输，4G音频模块与DSP连接，通过DSP对音量大小、音质、接收发送模式切换等进行调控；警员通过警情终端能够将语音音频发送至智能巡防机器人的4G音频模块，进而通过微型放音器将声音播报，相反的，拾音器识别的声音也能传送至警情终端，让警员更清楚地了解巡逻现场情况；这样实现了巡逻现场与警员处的语音交互，实现了警员与巡逻现场周围人员的实时对讲、远程喊话，以达到了解现场情况、警告威慑等多种目的，实现巡逻现场警情与指挥中心的信息联动。

存储模块预先储存可疑人员信息的人脸特征数据库和用于预警的报警语音库，人脸特征数据库具有公安黑名单人员的人脸图像数据，报警语音库具有用于识别和比对的敏感词汇，以提供给人脸识别模块和语音识别模块，存储模块通过电连接人脸识别模块而将公安黑名单数据匹配至人脸识别模块，存储模块通过电连接语音识别模块而将报警语音库匹配至语音识别模块。

本实施例的警情终端采用手机，其具有信息接收和发送功能，警情终端安装有与智能巡防机器人的4G通信模块进行通讯的软件，软件具有声光报警功能，实现警情终端的声光报警效果，通过手机与4G通信模块通讯连接，实现警情终端与智能巡防机器人之间的信息交互，包括语音交互。

本实施例的强声驱散组件采用声压级的强声驱散器10，强声驱散器10固定安装在主体1的外壳表面，且强声驱散器10具有便于传播声音的小孔，强声驱散器10工作输出1.5-5kHz高频随机变化方波，距离1米处的声强为124±3dB，强声驱散器10的声波传输覆盖300米内范围；通过强声驱散组件发出人耳无法适应的高频强噪声，对潜在威胁人员的生理和心理造成强烈干扰，使其产生震慑、难受、烦躁、疲劳、无法集中注意力等反应，起到“主动驱逐”的作用，同时又不引起永久性伤害。

本实施例的报警组件包括爆闪警示灯7、SOS报警键6和拨号器，其中爆闪警示灯7采用红蓝爆闪灯，红蓝爆闪灯为LED灯，且呈多排多列排布在LED灯板，该LED灯板卡入主体1的外壁的凹槽；主体1的外壳靠上位置还设置有触摸板，SOS报警键6为触摸按键，其设置在触摸板上，该触摸板电连接至拨号器，通过按压报警键而触发拨号器进行拨号，拨号器内置有单片机和无线通信模块，且预先设置有拨号程序和指挥中心的报警电话，本实施例的报警电话即为警情终端的手机号码，拨号器储存有SIM卡的数据，通过拨号器拨通手机；搭载SOS报警键6，在紧急情况下，周围人员按下该按钮后，智能巡防机器人将自动拨通预设的手机号，实现一键报警，以便警员及时发现警情。

本实施例的导航组件包括安装于PCB板的定位芯片，和安装于主体1的：定位定向接收机11、激光雷达12和超声波传感器13；其中，定位芯片采用GPS芯片，其集成在PCB电路板，定位定向接收机11采用GPS定位定向接收机11，其固定在主体1的外壳处，通过定位芯片对智能巡防机器人的位置进行确定，通过定位接收机精准纠正定位位置，激光雷达12采用两个高性能激光雷达12，可发射和接收激光，视距40米，水平方向探测，以激光雷达12为主，GPS定位定向接收机11和超声波传感器13融合进行自主定位导航，实现厘米级的精准定位，超声波传感器13具有发送超声波的探头和接收超声波的探头，通过超声波进行探测，通过激光雷达12和超声波传感器13准确探测障碍物，以便于主动规划出避障绕障路径。

本实施例的热成像组件为热成像摄像机5，热成像摄像机5通过螺钉安装在旋转台的顶部，在该处的外壳设置有双目云台，双目云台支持360°水平旋转、±90°垂直旋转，热成像摄像机5内置有可见光模块和热成像模块，该两个模块均为现有的电子元件，支持1080P的高清可见光视频图像与640*512热成像视频实时回传，可见光模块和热成像模块分别电连接至DSP，再通过4G通信模块将热成像实时传送至手机；热成像摄像机5的测温范围，高温模式：40℃到550℃，低温模式：-40到150能够探测到2000米范围内的车，和640米范围内的人，其能够识别距离500米内的车，160米内的人，其能够辨识距离250米内的车，80米内的人；通过热成像摄像机5能够探测到人体温度并进行成像，有助于识别可疑人员，在光线不足、雨雾天气等不良条件下，也能够实现准确的物体识别；能够探测到人体温度并进行成像，有助于识别可疑人员，在光线不足、雨雾天气等不良条件下，也能够实现准确的物体识别。

本实施例的控制组件采用DSP，DSP分别与环视摄像头4、人脸识别模块、4G通信模块、语音识别模块、存储模块、4G音频模块、强声驱散器10、红蓝爆闪灯、GPS定位芯片、GPS定位定向接收机11、激光雷达12、超声波传感器13电连接；通过DSP控制智能巡防机器人的多个组成部件，以实现各个部件之间的协作和调控。

实施例2

请参照图3，本实施例的智能巡防机器人系统与实施例1的系统基本相同，不同之处在于，本实施例的通信模块采用Wi-Fi通信模块，音频模块为普通的音频模块，扩音设备8采用喇叭，并不能无线通信，控制器采用MCU，警情终端采用电脑，爆闪警示灯7采用全红爆闪灯，定位采用北斗；环视摄像头4、热成像摄像机5(包括可见光模块、热成像模块)、麦克风、喇叭、强声驱散器10、全红爆闪灯、拨号器、北斗定位定向接收机11、激光雷达12、超声波传感器13分别与充电电池对应的供电接口相连接。

请参照图4，本实施例的系统同样安装于智能巡防机器人，本实施例的智能巡防机器人包括主体1和连接至主体1的行走装置2，主体1的外部安装有：旋转装置3、环视摄像头4、热成像摄像机5、SOS报警键6、爆闪警示灯7、扩音设备8、监听设备9、强声驱散器10、定位定向接收机11、激光雷达12和超声波传感器13，系统的其他部件设置在主体1内部。智能巡防机器人的行走装置2为履带底盘，主体1在内部通过螺钉与底盘的中部连接固定，主体1的顶部设置有旋转装置3，该旋转装置3为云台，云台通过螺钉固定在主体1的顶部，云台顶部安装有环视摄像头4和热成像摄像机5，主体1设置有多个不同的安装槽，SOS报警键6、强声驱散器10、定位定向接收机11、激光雷达12和超声波传感器13分别固定在各安装槽内，而爆闪警示灯7为圆柱形LED灯，该灯固定主体1顶部，扩音设备8和监听设备9分别卡在主体1内壁设置的卡座内，而该处的主体1壁设置有内外连通的音孔，以便于声音传播。

本实施例的通信模块、存储模块、人脸识别模块、语音识别模块、音频模块、北斗定位芯片和控制器集成于PCB电路板，各模块都为现有技术，不需要依靠软件改进实现，PCB电路板内置于主体1内并使用螺钉固定，PCB板与充电电池的对应供电接口相连接，通过充电电池为上述各模块供电，通信模块采用Wi-Fi通信模块，存储模块采用通用的存储器，人脸识别模块采用人脸识别芯片，语音识别模块采用语音识别芯片，音频模块采用音频模块，即音频模块为无线音频模块，本身内置了Wi-Fi通信模块，不使用系统的通信模块，控制器采用MCU。

本实施例的动态监控组件通过识别图像和声音，进行比对和判断，进而对巡逻现场的情况进行全面把控，其中，光学部件负责图像识别，声学部件负责声音识别。环视摄像头4为可周向转动的广角摄像头，广角覆盖90°范围，共设置有4个环视摄像头4且均衡分布，使得4个环视摄像头4拍摄覆盖周向360°的视觉区域，能够全方位覆盖智能巡防机器人的周围区域，做到360°无死角监控；主体1顶部设置的圆形安装槽，且该安装槽内卡入云台后再使用螺钉固定，云台的顶部具有安装热成像摄像机5的卡座，热成像摄像机5的中部设有安装环视摄像头4的凸台，云台可全周向转动，通过云台的转动而调节热成像摄像机5和环视摄像头4的拍摄方向，环视摄像头4用于主动对人脸进行拍摄，通过MCU调节云台的转动角度来实现环视摄像头4对不同方向的人脸抓拍，这样能够对需要监控的位置或区域能够智能调控、按需监控，便于警员了解巡逻现场情况。

环视摄像头4和人脸识别模块电连接，人脸识别模块用于对拍摄的人脸图像进行识别，环视摄像头4拍摄的图像直接传送至人脸识别模块，以进行实时监测，人脸识别模块通过存储模块匹配有人脸特征数据库，人脸特征数据库储存有公安处提供的黑名单数据，人脸识别模块识别到与公安黑名单匹配的人脸图像时反馈数据至MCU，MCU通过Wi-Fi通信模块向警情终端发送报警信号。

本实施例的监听设备9采用高灵敏度麦克风，用于监听周围声音，实现对巡逻现场的监听与对话，麦克风的采集距离最远可达5米，且在0-5米之间连续可调；麦克风和语音识别模块电连接，通过麦克风将声音传递至语音识别模块，通过语音识别模块对监听采集的声音进行识别和比对，实现对可疑声音或响声进行有效判别，及时识别可疑声音，发现警情；语音识别模块和MCU电连接，语音识别模块通过存储模块匹配有报警语音库，且在语音识别模块预设有声音分贝值的报警阀值，语音识别模块识别到声音超过报警阀值或语音识别模块识别到报警语音库的词汇时，语音识别模块输出信号至MCU，再通过Wi-Fi通信模块将声音数据传递至警情终端。

声学部件还包括扩音设备8和音频模块，扩音设备8采用喇叭，音频模块分别和喇叭、麦克风、Wi-Fi通信模块电连接，音频模块与警情终端的电脑通讯连接，通过音频模块Wi-Fi通信模块直接与该电脑进行语音传输，音频模块与MCU连接，通过MCU对音量大小、音质、接收发送模式切换等进行调控；警员通过警情终端能够将语音音频发送至智能巡防机器人的Wi-Fi通信模块，再通过音频模块将数据转化，进而通过喇叭将声音播报，相反的，麦克风采集的声音也能传送至警情终端，让警员更清楚地了解巡逻现场情况；这样实现了巡逻现场与警员处的语音交互，实现了警员与巡逻现场周围人员的实时对讲、远程喊话，以达到了解现场情况、警告威慑等多种目的，实现巡逻现场警情与指挥中心的信息联动。

存储模块预先储存可疑人员信息的人脸特征数据库和用于预警的报警语音库，人脸特征数据库具有公安黑名单的人脸图像数据，报警语音库具有用于识别和比对的敏感词汇，以提供给人脸识别模块和语音识别模块，存储模块通过电连接人脸识别模块而将公安黑名单数据匹配至人脸识别模块，存储模块通过电连接语音识别模块而将报警语音库匹配至语音识别模块。

本实施例的警情终端采用电脑，其具有信息接收和发送功能，该电脑安装有与智能巡防机器人的Wi-Fi通信模块进行通讯的软件，软件具有声光报警功能，实现警情终端的声光报警效果，通过电脑与Wi-Fi通信模块通讯连接，实现警情终端与智能巡防机器人之间的信息交互，包括语音交互。

本实施例的强声驱散组件采用声压级的强声驱散器10，强声驱散器10固定安装在主体1外表面，且在安装处的外壳开设有便于传播声音的小孔，强声驱散器10工作输出1.5-5kHz高频随机变化方波，距离1米处的声强为124±3dB，强声驱散器10的声波传输覆盖300米内范围；通过强声驱散组件发出人耳无法适应的高频强噪声，对潜在威胁人员的生理和心理造成强烈干扰，使其产生震慑、难受、烦躁、疲劳、无法集中注意力等反应，起到“主动驱逐”的作用，同时又不引起永久性伤害。

本实施例的报警组件包括爆闪警示灯7、SOS报警键6和拨号器，其中爆闪警示灯7采用全红爆闪灯，全红爆闪灯为圆柱形的LED灯，该LED灯固定在主体1顶部设置的灯槽内；智能巡防机器人的主体1靠上位置还设置有SOS报警键6的安装槽，SOS报警键6卡入其中，SOS报警键6通过其内部的电极片电连接至拨号器，该报警键为现有的设置，拨号器与MCU电连接，通过按压报警键而触发MCU执行拨号，存储模块预先设置有指挥中心的报警电话和SIM卡的数据，进而通过Wi-Fi通信模块拨打报警电话；搭载SOS报警键6，在紧急情况下，周围人员按下该按钮后，智能巡防机器人将自动拨通预设的报警电话，实现一键报警，以便警员及时发现警情。

本实施例的导航组件包括安装于PCB板的定位芯片，和安装于主体1外壳的：定位定向接收机11、激光雷达12和超声波传感器13；其中，定位芯片采用北斗芯片，其集成在PCB电路板，定位定向接收机11采用北斗定位定向接收机11，其固定在主体1的外壳处，通过定位芯片对智能巡防机器人的位置进行确定，通过定位接收机精准纠正定位位置，激光雷达12采用两个高性能激光雷达12，可发射和接收激光，视距50米，水平方向探测，以激光雷达12为主，北斗定位定向接收机11和超声波传感器13融合进行自主定位导航，实现厘米级的精准定位，超声波传感器13具有发送超声波的探头和接收超声波的探头，通过超声波进行探测，通过激光雷达12和超声波传感器13准确探测障碍物，以便于主动规划出避障绕障路径。

本实施例的热成像组件为热成像摄像机5，热成像摄像机5安装在云台顶部的安装槽并通过螺钉固定，热成像摄像机5带有有双目云台，双目云台支持360°水平旋转、±90°垂直旋转，热成像摄像机5内置有可见光模块和热成像模块，该两个模块均为现有的电子元件，支持1080P的高清可见光视频图像与640*512热成像视频实时回传，可见光模块和热成像模块分别电连接至MCU，再通过Wi-Fi通信模块将热成像实时传送至警情终端的电脑；热成像摄像机5的测温范围，高温模式：50℃到500℃，低温模式：-50到150能够探测到2000米范围内的车，和640米范围内的人，其能够识别距离500米内的车，160米内的人，其能够辨识距离250米内的车，80米内的人；通过热成像摄像机5能够探测到人体温度并进行成像，有助于识别可疑人员，在光线不足、雨雾天气等不良条件下，也能够实现准确的物体识别；能够探测到人体温度并进行成像，有助于识别可疑人员，在光线不足、雨雾天气等不良条件下，也能够实现准确的物体识别。

本实施例的控制组件采用MCU，MCU分别与环视摄像头4、人脸识别模块、Wi-Fi通信模块、语音识别模块、存储模块、音频模块、强声驱散器10、全红爆闪灯、北斗定位芯片、北斗定位定向接收机11、激光雷达12、超声波传感器13电连接；通过MCU控制智能巡防机器人的多个组成部件，以实现各个部件之间的协作和调控。

实施例3

请参照图5，本实施例的智能巡防机器人系统与实施例1的系统基本相同，不同之处在于，本实施例的通信模块采用蓝牙通信模块，音频模块为蓝牙音频模块，扩音设备8采用高音喇叭，控制器采用ARM，警情终端采用移动PDA，爆闪警示灯7采用黄蓝爆闪灯；环视摄像头4、热成像摄像机5(包括可见光模块、热成像模块)、拾音器、高音喇叭、强声驱散器10、黄蓝爆闪灯、拨号器、GPS定位定向接收机11、激光雷达12、超声波传感器13分别与充电电池对应的供电接口相连接。

请参照图6，本实施例的系统同样安装于智能巡防机器人，本实施例的智能巡防机器人包括主体1和连接至主体1的行走装置2，该实施例的主体1为类人设计的结构，其具有形状与身体相似的结构和两个连接在主体1两侧的机械手臂，机械手臂的端部具有与人手形状相同的五根手指，各手指具有用于弯曲的关节，主体1的外部还安装有：旋转装置3、环视摄像头4、热成像摄像机5、SOS报警键6、爆闪警示灯7、扩音设备8、监听设备9、强声驱散器10、定位定向接收机11、激光雷达12和超声波传感器13，系统的其他部件设置在主体1内部。智能巡防机器人的行走装置2为圆形底盘，主体1在内部通过螺钉与底盘的中部连接固定，主体1的底部设置有旋转装置3，该旋转装置3为旋转台，旋转台固定在主体1的底部，且旋转台内具有电机，通过电机驱动主体1转动，主体1的头部嵌入设置有液晶屏，液晶屏内部安装有环视摄像头4和热成像摄像机5，主体1设置有多个不同的安装槽，SOS报警键6、爆闪警示灯7、强声驱散器10、定位定向接收机11、激光雷达12和超声波传感器13分别固定在各安装槽内，扩音设备8和监听设备9分别设置在主体1的顶部，而该处的主体1壁设置有内外连通的音孔，以便于声音传播。

本实施例的通信模块、存储模块、人脸识别模块、语音识别模块、音频模块、GPS定位芯片和控制器集成于PCB电路板，各模块都为现有技术，不需要依靠软件改进实现，PCB电路板内置于主体1内，并使用螺钉固定，PCB板与充电电池对应的供电接口相连接，通过充电电池为上述各模块供电，通信模块采用蓝牙通信模块，存储模块采用通用的存储器，人脸识别模块采用人脸识别芯片，语音识别模块采用语音识别芯片，音频模块采用蓝牙音频模块，即音频模块为无线音频模块，本身内置了蓝牙通信模块，不使用系统的通信模块，控制器采用ARM。

本实施例的动态监控组件通过识别图像和声音，进行比对和判断，进而对巡逻现场的情况进行全面把控，其中，光学部件负责图像识别，声学部件负责声音识别。环视摄像头4为广角摄像头，广角覆盖70°范围，环视摄像头4内置于液晶屏内且，该环视摄像头4通过旋转装置3转动而主动拍摄覆盖周向的视觉区域，环视摄像头4通过转动而能够全方位覆盖智能巡防机器人的周围区域，做到360°无死角监控；环视摄像头4用于主动对人脸进行拍摄，通过ARM调节旋转装置3的转动角度来实现环视摄像头4对不同方向的人脸抓拍，这样能够对需要监控的位置或区域能够智能调控、按需监控，便于警员了解巡逻现场情况。

环视摄像头4和人脸识别模块电连接，人脸识别模块用于对拍摄的人脸图像进行识别，环视摄像头4拍摄的图像直接传送至人脸识别模块，以进行实时监测，人脸识别模块通过存储模块匹配有人脸特征数据库，人脸特征数据库储存有公安处提供的黑名单数据，人脸识别模块识别到与公安黑名单匹配的人脸图像时反馈数据至ARM，ARM通过蓝牙通信模块向警情终端发送报警信号。

本实施例的监听设备9采用360°全向远距的高灵敏度拾音器，用于监听周围声音，实现对巡逻现场的监听与对话，拾音器的拾音距离最远可达20米，且在0-20米之间连续可调；拾音器和语音识别模块电连接，通过拾音器将声音传递至语音识别模块，通过语音识别模块对监听采集的声音进行识别和比对，实现对可疑声音或响声进行有效判别，及时识别可疑声音，发现警情；语音识别模块和ARM电连接，语音识别模块通过存储模块匹配有报警语音库，且在语音识别模块预设有声音分贝值的报警阀值，语音识别模块识别到声音超过报警阀值或语音识别模块识别到报警语音库的词汇时，语音识别模块输出信号至ARM，再通过蓝牙通信模块将声音数据传递至警情终端。

声学部件还包括扩音设备8和蓝牙音频模块，扩音设备8采用高音喇叭，蓝牙音频模块分别和高音喇叭、拾音器、蓝牙通信模块电连接，蓝牙音频模块与警情终端的移动PDA通讯连接，通过蓝牙音频模块自带的蓝牙通信模块直接与该移动PDA进行语音传输，蓝牙音频模块与ARM连接，通过ARM对音量大小、音质、接收发送模式切换等进行调控；警员通过警情终端能够将语音音频发送至智能巡防机器人的蓝牙音频模块，进而通过高音喇叭将声音播报，相反的，拾音器识别的声音也能传送至警情终端，让警员更清楚地了解巡逻现场情况；这样实现了巡逻现场与警员处的语音交互，实现了警员与巡逻现场周围人员的实时对讲、远程喊话，以达到了解现场情况、警告威慑等多种目的，实现巡逻现场警情与指挥中心的信息联动。

存储模块预先储存可疑人员信息的人脸特征数据库和用于预警的报警语音库，人脸特征数据库储存有公安黑名单的人脸图像数据，报警语音库具有用于识别和比对的敏感词汇，以提供给人脸识别模块和语音识别模块，存储模块通过电连接人脸识别模块而将公安黑名单数据匹配至人脸识别模块，存储模块通过电连接语音识别模块而将报警语音库匹配至语音识别模块。

本实施例的警情终端采用移动PDA，其具有信息接收和发送功能，警情终端安装有与智能巡防机器人的蓝牙通信模块进行通讯的软件，软件具有声光报警功能，实现警情终端的声光报警效果，通过移动PDA与蓝牙通信模块通讯连接，实现警情终端与智能巡防机器人之间的信息交互，包括语音交互。

本实施例的强声驱散组件采用声压级的强声驱散器10，强声驱散器10固定安装在主体1外壳处，且强声驱散器10带有便于传播声音的小孔，强声驱散器10工作输出1.5-5kHz高频随机变化方波，距离1米处的声强为130±5dB，强声驱散器10的声波传输覆盖300米内范围；通过强声驱散组件发出人耳无法适应的高频强噪声，对潜在威胁人员的生理和心理造成强烈干扰，使其产生震慑、难受、烦躁、疲劳、无法集中注意力等反应，起到“主动驱逐”的作用，同时又不引起永久性伤害。

本实施例的报警组件包括爆闪警示灯7、SOS报警键6和拨号器，其中爆闪警示灯7采用黄蓝爆闪灯，黄蓝爆闪灯为LED灯，且呈多排多列排布在LED灯板，该LED灯板通过卡入主体1中部为灯槽而固定；主体1的中部外壳还设置有安装槽，SOS报警键6为按压式按钮，其设置在该安装槽内，按钮内置有弹簧，通过弹簧实现按压和恢复效果，弹簧底端具有接通拨号器的电极片，通过按压报警键而接通电路，触发拨号器进行拨号，拨号器预先设置有指挥中心的报警电话，拨号器内置有单片机和无线通信模块，且预置有拨号程序，拨号器储存有SIM卡的数据，通过拨号器拨通报警电话；搭载SOS报警键6，在紧急情况下，周围人员按下该按钮后，智能巡防机器人将自动拨通预设的报警电话，实现一键报警，以便警员及时发现警情。

本实施例的导航组件包括安装于PCB板的定位芯片，和安装于主体1外表面的：定位定向接收机11、激光雷达12和超声波传感器13；其中，定位芯片采用GPS芯片，其集成在PCB电路板，定位定向接收机11采用GPS定位定向接收机11，其固定在主体1的外壳处，通过定位芯片对智能巡防机器人的位置进行确定，通过定位接收机精准纠正定位位置，激光雷达12采用两个高性能激光雷达12，可发射和接收激光，视距40米，水平方向探测，以激光雷达12为主，GPS定位定向接收机11和超声波传感器13融合进行自主定位导航，实现厘米级的精准定位，超声波传感器13具有发送超声波的探头和接收超声波的探头，通过超声波进行探测，通过激光雷达12和超声波传感器13准确探测障碍物，以便于主动规划出避障绕障路径。

本实施例的热成像组件为热成像摄像机5，热成像摄像机5安装在主体1头部的液晶屏内，热成像摄像机5内置有可见光模块和热成像模块，该两个模块均为现有的电子元件，支持1080P的高清可见光视频图像与1024*980热成像视频实时回传，可见光模块和热成像模块分别电连接至ARM，再通过蓝牙通信模块将热成像实时传送至警情终端的移动PDA；热成像摄像机5的测温范围，高温模式：50℃到550℃，低温模式：-40到150能够探测到2000米范围内的车，和640米范围内的人，其能够识别距离500米内的车，160米内的人，其能够辨识距离250米内的车，80米内的人；通过热成像摄像机5能够探测到人体温度并进行成像，有助于识别可疑人员，在光线不足、雨雾天气等不良条件下，也能够实现准确的物体识别；热成像摄像机5能够探测到人体温度并进行成像，有助于识别可疑人员，在光线不足、雨雾天气等不良条件下，也能够实现准确的物体识别。

本实施例的控制组件采用ARM，ARM分别与环视摄像头4、人脸识别模块、蓝牙通信模块、语音识别模块、存储模块、蓝牙音频模块、强声驱散器10、黄蓝爆闪灯、GPS定位芯片、GPS定位定向接收机11、激光雷达12、超声波传感器13电连接；通过ARM控制智能巡防机器人的多个组成部件，以实现各个部件之间的协作和调控。

本实用新型通过环视摄像头4转动而覆盖智能巡防机器人的周向位置，能够全面地对周围环境进行拍摄，通过人脸识别模块主动对人脸进行识别和比对，及时发现可疑人员；同时，也通过监听设备9对周围声音进行监测和采集，通过语音识别设备对声音进行识别、比对；做到动态监控，在周围出现可疑人员时，主动通过通信模块发送报警信号，通过警情终端及时了解报警情况，进行主动预警，通过扩音设备8、监听设备9、音频模块和警情终端，进行巡逻现场和警员处的人员对话、喊话或威慑等，通过强声驱散器10对可疑人员进行干扰和驱散，通过定位定向接收机11、激光雷达12、超声波传感器13进行实时精准定位和避障绕障，通过热成像摄像机5识别人群，通过SOS报警键6进行一键报警，通过爆闪警示灯7进行警示和警报；该系统能够自动预警特殊事件等安防能力，实时发现可疑人员，及时反馈并协助警员处理危险情况，实现全方位的监控和预警。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能巡防机器人系统，智能巡防机器人包括主体和连接至主体的行走装置，其特征在于，系统包括安装于主体的动态监控组件、控制组件，所述动态监控组件包括光学部件和通信模块；所述光学部件包括：可周向转动的环视摄像头和匹配有人脸特征数据库的人脸识别模块；所述环视摄像头和人脸识别模块电连接，所述控制组件分别和通信模块、人脸识别模块电连接，所述通信模块和警员的警情终端通讯连接。

2.根据权利要求1所述的智能巡防机器人系统，其特征在于，所述环视摄像头带有旋转装置；或所述主体设有旋转装置，而环视摄像头固定至旋转装置。

3.根据权利要求2所述的智能巡防机器人系统，其特征在于，所述环视摄像头为广角摄像头，所述广角摄像头设置有至少2个，至少2个广角摄像头的布置使得拍摄覆盖周向360°的视觉区域，或至少2个广角摄像头通过转动而覆盖周向360°的视觉区域。

4.根据权利要求1所述的智能巡防机器人系统，其特征在于，还包括声学部件，所述声学部件包括：监听设备和匹配有报警语音库的语音识别模块，所述监听设备和语音识别模块电连接，所述语音识别模块和控制组件电连接。

5.根据权利要求4所述的智能巡防机器人系统，其特征在于，所述声学部件还包括扩音设备和音频模块，所述音频模块分别和扩音设备、监听设备、通信模块电连接，所述音频模块与警情终端通讯连接。

6.根据权利要求1所述的智能巡防机器人系统，其特征在于，还包括强声驱散组件，所述强声驱散组件包括声压级的强声驱散器，所述强声驱散器的声波传输覆盖300米内范围。

7.根据权利要求1所述的智能巡防机器人系统，其特征在于，还包括报警组件，所述报警组件包括爆闪警示灯、SOS报警键和拨号器，所述爆闪警示灯安装在主体外部，所述SOS报警键与拨号器连接。

8.根据权利要求1所述的智能巡防机器人系统，其特征在于，还包括自主导航组件，所述导航组件包括置于主体内的定位芯片，和安装于主体外部的：定位定向接收机、激光雷达和超声波传感器。

9.根据权利要求1所述的智能巡防机器人系统，其特征在于，还包括热成像组件，所述热成像组件包括热成像摄像机，所述热成像摄像机安装于主体，所述热成像摄像机内置有可见光模块和热成像模块。

10.根据权利要求1或4所述的智能巡防机器人系统，其特征在于，所述动态监控组件还包括储存有人脸特征数据库和报警语音库的存储模块，所述存储模块通过电连接人脸识别模块而将人脸特征数据库匹配至人脸识别模块，所述存储模块通过电连接语音识别模块而将报警语音库匹配至语音识别模块。

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