一种无人巡逻方法及用于无人巡逻的飞行器技术

本发明专利技术公开了一种无人巡逻方法及用于无人巡逻的飞行器，所述飞行器包括巡逻载体、定位装置、语音警报器、云台、处理器、图像识别设备、机架连接杆和舵机连接件，定位装置、语音警报器和云台均设置在巡逻载体上，处理器通过机架连接杆与云台连接，图像识别设备通过舵机连接件或图像识别底板与处理器连接，处理器内设置有卡片式电脑，图像识别设备上设置有摄像头或者相机模块和闪光灯，相机模块与卡片式电脑连接。本发明专利技术具有在夜间飞行、图像处理和报警功能，可代替安保人员执行巡逻任务，搜索监控盲区，避免了因安保人员身体因素造成的疏漏，提高了巡逻效率。

【技术实现步骤摘要】
一种无人巡逻方法及用于无人巡逻的飞行器
本专利技术涉及一种无人巡逻方法及用于无人巡逻的飞行器，属于安防

技术介绍
目前在国家战略物资储备库、大型工程建设场地以及大型工业厂区内装有诸多监控摄像头，但按照安全要求，仍需要安保巡逻人员定时巡逻。一方面，安保巡逻人员多采用徒步或骑车的方式，围绕监控不到位的场所、盲区、路段进行巡回游动，以及时发现并防止危害的发生，但是由于大部分安保人员并不专业，所能起到的作用主要是发现问题、解决简单问题、报警、震慑恐吓胆小的犯罪分子，而对于较危险的情况，容易将自己置身于危险之中；另一方面，无论是寒冷的冬天、高温炎热的夏天，还是漆黑的夜晚，安保人员都要克服身体对外界严酷环境的不适，坚持巡逻，难免有懈怠的情况。这种采用人力安保的巡逻方式不能有效的避免治安事故的发生，尤其是在夜间，而且存在巡逻频率低，效率低，成本高等诸多问题。现有的巡逻技术，如申请号为201310617544.8的专利申请公开了一种基于航拍的小区动态巡逻系统，申请号为201610175742.7的专利申请公开了一种含有LED灯的智能巡逻飞行器，但是仍然存在以下缺点：GPS定位受楼宇、树木等遮挡时，会导致信号变差，影响定位精度，而巡逻系统则是需要实时的给监控中心反馈其当前的位置信息的，因而无法满足巡逻系统实际的需求；另外，如果一旦由于某处的GPS信号较弱，那么飞行器会由于得不到定位数据而出现抖动，导致无法平稳的飞行(因为不知道当前的坐标，也就无法知道下一步应该要飞向哪里)。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种无人巡逻方法及用于无人巡逻的飞行器，能够实现精准定位，并且能够在夜间飞行，具有图像处理和报警功能，可代替安保人员执行巡逻任务，搜索监控盲区，避免了因安保人员身体因素造成的疏漏，提高了巡逻效率。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案：一种无人巡逻方法，包括：S1，自动获取飞行器的GPS定位数据和ZigBee定位数据；S2，根据所述GPS定位数据和ZigBee定位数据的可信度对其进行加权处理，然后输出处理后的定位数据；S3，将处理后的定位数据和监控数据反馈至监控中心；并且飞行器根据所述的处理后的定位数据及预置路线继续执行巡逻任务。优选的，步骤S1中，通过以下方法获取飞行器的ZigBee定位数据：S11，(放置在飞行器上的)ZigBee协调器获取各个ZigBee终端(主要设置在高楼、树林附近)的RSSI值；S12，处理单元根据各个ZigBee终端的MAC地址建立数组，获得单一MAC地址的RSSI数组；S13，对所述的RSSI数组进行滤波(如卡尔曼滤波、蚁群滤波或粒子滤波或h∞滤波)，然后计算(可现有的方法进行计算，如最大似然估计三维定位法)获得ZigBee协调器的ZigBee定位数据。通过利用以上方法，一方面，由于ZigBee协调器接收到的数据是无序的，需要3个ZigBee终端的数据就可以实现定位，而ZigBee终端每几毫秒就要给ZigBee协调器发送一次数据，那么ZigBee协调器的位置信息更新频率就会特别快，导致飞行器飞行非常不稳定，现在通过这种建立RSSI数组的方式，使得飞行器的位置数据在符合要求的前提下，更新频率不那么快，飞行器飞的更稳一些；另一方面方便进行滤波，可以进一步提高定位精度。进一步优选的，通过以下方法从ZigBee协调器提取RSSI值至处理单元：利用Strcopy函数对ZigBee协调器接收的数据进行截取，然后设置串口输出“MAC地址+RSSI”为固定格式，输出各个ZigBee终端的RSSI值。本专利技术通过以上方法实现了从ZigBee协调器提取RSSI值至处理单元，从而用于处理单元来计算ZigBee定位数据以及进一步进行后续处理；另外，本专利技术增加了额外的处理单元进行数据处理，从而使得ZigBee协调器就单纯的负责接收，提高了数据处理效果，同时使得导航定位更加高效。本专利技术中，步骤S2还包括:对获得的GPS定位数据和ZigBee定位数据分别进行滤波处理(可利用卡尔曼算法或蚁群算法或粒子滤波算法或h∞算法)，然后再进行加权，从而可以进一步提高定位的精度。优选的，步骤S2中，GPS定位数据的可信度根据GPS搜星数量(根据反馈回的GPS数据包中可以获得该数值)确定；ZigBee定位数据的可信度根据搜寻到的ZigBee终端的数量以及ZigBee终端与ZigBee协调器的距离(根据反馈回的ZigBee数据可以确定这些数值)确定。上述方法中，所述的ZigBee定位数据以wgs84坐标系作为基准，从而方便对ZigBee定位数据和GPS定位数据统一进行处理。一种用于无人巡逻的飞行器，包括巡逻载体、定位装置、处理器和图像识别设备，定位装置设置在巡逻载体上，图像识别设备通过舵机连接件或图像识别底板与处理器连接，图像识别设备上设置有摄像头或者相机模块和闪光灯，摄像头或者相机模块与处理器连接，处理器设置于安装盒中，安装盒与巡逻载体连接或者通过机架连接杆与云台连接，云台设置于巡逻载体上；所述的定位装置包括GPS定位系统和ZigBee定位系统，所述的ZigBee定位系统包括ZigBee协调器和多个ZigBee节点，所述的ZigBee协调器设于巡逻载体中，多个ZigBee节点分别设于待巡逻的路面上(主要设置在高楼、树林等GPS信号较弱的地方)，所述的ZigBee协调器分别与ZigBee节点无线连接，同时所述的ZigBee协调器与所述处理器连接，GPS定位系统与所述处理器连接。所述的巡逻载体可采用四旋翼飞行器或者六旋翼飞行器。本专利技术中，所述用于控制相机模块或摄像头拍摄的处理器可为卡片式电脑；内置处理器的安装盒包括下壳体和上盖，下壳体和上盖通过螺柱固定连接；本专利技术中还包括语音警报器，该语音警报器可直接安装在巡逻载体上，也可以安装在云台上，若发现险情后，可通过语音警报器进行喊话或报警鸣声。前述的一种用于无人巡逻的飞行器中，所述图像识别设备包括摄像头安装座和摄像头保护罩，摄像头安装座的两端设置有形状相同的闪光灯槽，2个闪光灯槽之间设置有4个圆柱，所述摄像头保护罩通过4个圆柱扣盖在摄像头安装座上。前述的一种用于无人巡逻的飞行器中，所述图像识别设备包括相机装置和闪光灯装置，所述相机装置和闪光灯装置均固定在图像识别底板上，图像识别底板与内置处理器的安装盒连接。前述的一种用于无人巡逻的飞行器中，所述相机装置包括图像识别模块、相机底板、相机盖板和插针，相机底板通过插针固定在图像识别模块上，相机底板上方设置有相机盖板，所述相机模块设置于相机底板与相机盖板之间。相机底板上设置有卡扣，相机盖板通过卡扣扣盖在相机模块上。前述的一种用于无人巡逻的飞行器中，所述闪光灯装置包括闪光灯罩和闪光灯座，闪光灯座固定在图像识别底板上，闪光灯罩包括2个罩体部、2个弧形部和连接2个弧形部的水平板，罩体部与弧形部连接，2个罩体部之间及2个弧形部之间均关于水平板对称。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术通过采用ZigBee+GPS定位，从而大大提高了定位精度，据大量数据统计表明：相对于单纯的GPS定位，采用本专利技术的ZigBee+GPS定位，定位精度可提高达70％；2、本专利技术通过根据各个ZigBee终端的MAC地址建立数组，获得单一MAC地址的RS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人巡逻方法，其特征在于，包括：S1，自动获取飞行器的GPS定位数据和ZigBee定位数据；S2，根据所述GPS定位数据和ZigBee定位数据的可信度对其进行加权处理，然后输出处理后的定位数据；S3，将处理后的定位数据和监控数据反馈至监控中心；并且飞行器根据所述的处理后的定位数据及预置路线继续执行巡逻任务。

【技术特征摘要】
1.一种无人巡逻方法，其特征在于，包括：S1，自动获取飞行器的GPS定位数据和ZigBee定位数据；S2，根据所述GPS定位数据和ZigBee定位数据的可信度对其进行加权处理，然后输出处理后的定位数据；S3，将处理后的定位数据和监控数据反馈至监控中心；并且飞行器根据所述的处理后的定位数据及预置路线继续执行巡逻任务。2.根据权利要求1所述的无人巡逻方法，其特征在于，步骤S1中，通过以下方法获取飞行器的ZigBee定位数据：S11，ZigBee协调器获取各个ZigBee终端的RSSI值；S12，处理单元根据各个ZigBee终端的MAC地址建立数组，获得单一MAC地址的RSSI数组；S13，对所述的RSSI数组进行滤波，然后计算获得ZigBee协调器的ZigBee定位数据。3.根据权利要求2所述的无人巡逻方法，其特征在于，通过以下方法从ZigBee协调器提取RSSI值至处理单元：利用Strcopy函数对ZigBee协调器接收的数据进行截取，然后设置串口输出“MAC地址+RSSI”为固定格式，输出各个ZigBee终端的RSSI值。4.根据权利要求1所述的无人巡逻方法，其特征在于，步骤S2还包括:对获得的GPS定位数据和ZigBee定位数据分别进行滤波处理，然后再进行加权。5.根据权利要求1所述的无人巡逻方法，其特征在于，步骤S2中，GPS定位数据的可信度根据GPS搜星数量确定；ZigBee定位数据的可信度根据搜寻到的ZigBee终端的数量以及ZigBee终端与ZigBee协调器的距离确定。6.一种用于无人巡逻的飞行器，其特征在于，包括巡逻载体(25)、定位装置(26)、处理器和图像识别设备(2)，所述定位装置(26)设置在巡逻载体(25)上，所述图像识别设备(2)通过舵机连接件(3)或图像识别底板(4)与处理器连接，所述图像识别设备(2)上设置有摄像头或者相机模块(13)和闪光灯，所述摄像头或者相机模块(13)与处理器连接，所述处理器设置于安装盒(1)中，所述安装盒(1)与巡逻载体(25)连...

【专利技术属性】
技术研发人员：程龙，周萌飞，杜伟，梁硕，姜皓，杨婧，于萍，陈子骁，田庚润，
申请(专利权)人：东北大学秦皇岛分校，
类型：发明
国别省市：河北,13