一种可机动部署的空地一体化无人安防巡检系统技术方案

一种可机动部署的空地一体化无人安防巡检系统，包括：无人载具，用于在监控范围内移动和搭载测量模块；状态测量及导航系统，设置于无人载具上，用于获取实时高精度的无人载具空间状态信息，同时提供导航信息支持；指令系统，用于决策无人载具在任务执行过程中的行为；控制系统，用于控制无人载具实际行为；驱动模块，执行无人载具控制系统的输出信号；图像获取及无线传输系统，用于采集图像、视频数据，以及无线传输数据；地面无线数字链路，用于接收无人载具回传的遥测信号及图像、视频数据；人机交互硬件系统，用于控制无人载具。所述的可机动部署的空地一体化无人安防巡检系统，利用较少的无人载具即可满足大面积安防区域的巡检需求。

A mobile air ground integrated unmanned security patrol system

【技术实现步骤摘要】
一种可机动部署的空地一体化无人安防巡检系统
本专利技术涉及安防设备及自动化控制系统领域，特别是涉及一种可机动部署的空地一体化无人安防巡检系统。
技术介绍
安防系统是以运用安全防范产品和其它相关产品所构成的入侵报警系统、视频安防监控系统、出入口控制系统、防爆安全检查等的系统;或是由这些系统为子系统组合或集成的电子系统或网络。安防系统可以简单理解为:图像的传输和存储、数据的存储和处理准确而选择性操作的技术系统。现有安防系统中，多采用固定的数据采集元件用于收集检测信息和数据，例如固定的摄像头、雷达、测温器等设备。由于数据采集元件固定，当安保区域面积较大，地形复杂时，需要布设大量数据采集元件，布设线路复杂，布设成本高，且后期需要维修检查的设备多。对于一些内部环境、人流、设备等变化较为频繁的安保区域，固定设置的数据采集元件也难以满足巡检需求。
技术实现思路
为了解决以上问题，本专利技术提供一种可机动部署的空地一体化无人安防巡检系统，采用可控制的无人载具搭载测量模块用于采集数据，无人载具可在安防区域内根据预设路线进行巡逻和实时数据采集，利用较少的无人载具即可满足大面积安防区域的巡检需求，同时可根据实际情况，灵活部署无人载具，可应对安保区域内环境、人流、设备等因素的快速变化。其具体技术方案如下：一种可机动部署的空地一体化无人安防巡检系统，包括：无人载具，用于在监控范围内移动和搭载测量模块；状态测量及导航系统，设置于无人载具上，用于获取实时高精度的无人载具空间状态信息其中包含：姿态、位置、周围障碍物信息的测量模块，同时通过采集的数据为无人载具的无人值守巡检作业提供导航信息支持；指令系统，用于对采集的数据进行解算分析，决策无人载具在任务执行过程中的行为；控制系统，以无人载具指令系统的行为决策和预判为基准，联动无人载具的各个驱动模块实现达到运算期望值的无人载具实际行为；驱动模块，执行无人载具控制系统的输出信号，使无人机及其上所搭载的外部设备以执行对应的无人载具及外部任务载荷的动作；图像获取及无线传输系统，用于采集图像、视频数据，以及无线传输数据；地面无线数字链路，用于接收无人载具回传的遥测信号及图像、视频数据；人机交互硬件系统，用于控制无人载具本专利技术的进一步改进，所述无人载具可以是无人地面交通设备和/或无人飞行器。本专利技术的进一步改进，所述无人载具还包括无人载具稳定性系统，其包括电子陀螺仪模块、多轴加速计、AHRS集成系统及高精度气压测量，用于检测无人载具飞行状态数据。本专利技术的进一步改进，所述无人载具还包括运动处理组件，所述运动处理组件用于获取运动状态下各个方向上的加速度值。本专利技术的进一步改进，所述运动处理组件为MPU-6000。本专利技术的进一步改进，人机交互硬件系统为体感控制器。本专利技术的进一步改进，还包括软件系统，所述软件系统包括下位机控制程序和上位机控制程序；下位机控制程序用于根据任务指令和传感器状态信息实现对无人载具的行径、导航、任务执行以及外部任务载荷控制的功能；上位机程序用于实现对无人载具所回传的遥测信号、图像信号转化成能够供用户使用的信息，同时上位机程序辅助用户对无人载具进行任务编辑和实时控制，并能够读取无人载具终端所记录的数据用于取证、存档和设备维护。本申请一种可机动部署的空地一体化无人安防巡检系统，其实现的技术效果如下：（1）采用可控制的无人载具搭载测量模块用于采集数据，无人载具可在安防区域内根据预设路线进行巡逻和实时数据采集，利用较少的无人载具即可满足大面积安防区域的巡检需求；（2）可根据实际情况，灵活部署无人载具，可应对安保区域内环境、人流、设备等因素的快速变化；（3）无人载具包括无人车等底面设备以及无人机等飞行器，可全方位无死角的完成安防区域内的数据采集工作，所采集的数据完整，为后续安防工作提供了有力的基础数据支撑；（4）无人载具可设置在定时返回回收点，当需要进行设备检修和维护时，可控制无人载具返回回收点进行检修和维护，相对于传统的固定设置的数据采集设备，极大缩短了维护检修人员往复各个设备间的距离，大大提升了设备检修和维护效率。附图说明图1为STM32F4单片机PA0～PC15引脚连接图；图2为STM32F4单片机PB0～PD15引脚连接图；图3为STM32F4单片机PE0～PE05引脚连接图；图4为陀螺仪处理逻辑图；图5为测量陀螺仪接口电路图；图6为MPU600接口电路图。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述：一种可机动部署的空地一体化无人安防巡检系统，包括：无人载具，用于在监控范围内移动和搭载测量模块；状态测量及导航系统，设置于无人载具上，用于获取实时高精度的无人载具空间状态信息其中包含：姿态、位置、周围障碍物信息的测量模块，同时通过采集的数据为无人载具的无人值守巡检作业提供导航信息支持；指令系统，用于对采集的数据进行解算分析，决策无人载具在任务执行过程中的行为；控制系统，以无人载具指令系统的行为决策和预判为基准，联动无人载具的各个驱动模块实现达到运算期望值的无人载具实际行为；驱动模块，执行无人载具控制系统的输出信号，使无人机及其上所搭载的外部设备以执行对应的无人载具及外部任务载荷的动作；图像获取及无线传输系统，用于采集图像、视频数据，以及无线传输数据；地面无线数字链路，用于接收无人载具回传的遥测信号及图像、视频数据；人机交互硬件系统，用于控制无人载具无人载具可以是无人地面交通设备和/或无人飞行器。本实施例中无人载具为无人飞行器，无人机主控制器采用STM32F4单片机，其引脚连接方式如图1-3所示。无人机中还包括无人载具稳定性系统，其包括电子陀螺仪模块、多轴加速计、AHRS集成系统及高精度气压测量，用于检测无人载具飞行状态数据。具体的，所采用的电子陀螺仪为L3GD20，其处理逻辑如图4所示，其接口电路如图5所示。无人载具还包括运动处理组件，运动处理组件用于获取运动状态下各个方向上的加速度值。运动处理组件为MPU-6000，其接口电路如图6所示。人机交互则用于实现无人载具的手动或半自动控制以及任务载荷的手动控制交互，人机交互硬件系统可以是基于符合Windowsjoystick传输标准的体感控制器。本安防巡检系统还包括软件系统，软件系统包括下位机控制程序和上位机控制程序；下位机控制程序用于根据任务指令和传感器状态信息实现对无人载具的行径、导航、任务执行以及外部任务载荷控制的功能；上位机程序用于实现对无人载具所回传的遥测信号、图像信号转化成能够供用户使用的信息，同时上位机程序辅助用户对无人载具进行任务编辑和实时控制，并能够读取无人载具终端所记录的数据用于取证、存档和设备维护。本专利技术中，无人载具上所搭载的测量单元不仅仅是本实施例中列举出的，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可机动部署的空地一体化无人安防巡检系统，其特征在于，包括：/n无人载具，用于在监控范围内移动和搭载测量模块；/n状态测量及导航系统，设置于无人载具上，用于获取实时高精度的无人载具空间状态信息其中包含：姿态、位置、周围障碍物信息的测量模块，同时通过采集的数据为无人载具的无人值守巡检作业提供导航信息支持；/n指令系统，用于对采集的数据进行解算分析，决策无人载具在任务执行过程中的行为；/n控制系统，以无人载具指令系统的行为决策和预判为基准，联动无人载具的各个驱动模块实现达到运算期望值的无人载具实际行为；/n驱动模块，执行无人载具控制系统的输出信号，使无人机及其上所搭载的外部设备以执行对应的无人载具及外部任务载荷的动作；/n图像获取及无线传输系统，用于采集图像、视频数据，以及无线传输数据；/n地面无线数字链路，用于接收无人载具回传的遥测信号及图像、视频数据；/n人机交互硬件系统，用于控制无人载具。/n

【技术特征摘要】
1.一种可机动部署的空地一体化无人安防巡检系统，其特征在于，包括：
无人载具，用于在监控范围内移动和搭载测量模块；
状态测量及导航系统，设置于无人载具上，用于获取实时高精度的无人载具空间状态信息其中包含：姿态、位置、周围障碍物信息的测量模块，同时通过采集的数据为无人载具的无人值守巡检作业提供导航信息支持；
指令系统，用于对采集的数据进行解算分析，决策无人载具在任务执行过程中的行为；
控制系统，以无人载具指令系统的行为决策和预判为基准，联动无人载具的各个驱动模块实现达到运算期望值的无人载具实际行为；
驱动模块，执行无人载具控制系统的输出信号，使无人机及其上所搭载的外部设备以执行对应的无人载具及外部任务载荷的动作；
图像获取及无线传输系统，用于采集图像、视频数据，以及无线传输数据；
地面无线数字链路，用于接收无人载具回传的遥测信号及图像、视频数据；
人机交互硬件系统，用于控制无人载具。


2.根据权利要求1所述的一种可机动部署的空地一体化无人安防巡检系统，其特征在于：所述无人载具可以是无人地面交通设备和/或无人飞行器。


3.根据权利要求2所述的一种可机动部署的空地一体化无人安防巡检系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永琳，姜玉东，朱佳伟，张步峰，杨庆凤，
申请(专利权)人：金陵科技学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32