全景监控机器人系统、监控机器人技术方案

一种全景监控机器人系统，包括监控机器人、无线交互单元和远程监控终端，监控机器人包括机器人壳体、图像采集单元、感知单元、处理器及移动行进单元；图像采集单元包括间隔环绕在所述机器人壳体上的用于采集所述监控机器人四周全方位的图像的多个摄像头；感知单元包括设于机器人壳体上的传感器网络；处理器包括：图像检测单元，用于对图像采集单元采集到的图像进行方向梯度直方图特征提取和线性支持向量机分类，根据分类的结果进行人体图像检测，当检测到人体图像时产生控制指令；运动控制器，用于接收控制指令，根据控制指令控制移动行进单元进行运动。上述系统能进行全方位的360°全景监控，并能提高监控效率。此外，还提供一种用于上述全景监控机器人系统中的监控机器人。

【技术实现步骤摘要】
全景监控机器人系统、监控机器人
本专利技术涉及机器人技术，尤其涉及一种全景监控机器人系统及监控机器人。
技术介绍
监控技术在保护安全、预防犯罪方面起到了不可低估的作用。现有的监控技术无法满足日益增长的安全需求，通过机器人进行全景监控非常适用于一些特定场所特别是家庭场所。传统的全景监控机器人通常采用普通摄像头采集图像，在同一时间内只能监控某一个角度的情况，因此无法进行全方位的360°的全景监控。此外，传统的全景监控机器人采用硬盘录像机以回播的方式进行取证，视频的数据量大，人工监控的效率低下。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能进行全方位的360°全景监控，并能提高监控效率的全景监控机器人系统。一种全景监控机器人系统，包括监控机器人、无线交互单元和远程监控终端，所述监控机器人包括机器人壳体、图像采集单元、感知单元、处理器及移动行进单元；所述图像采集单元包括间隔环绕在所述机器人壳体上的用于采集所述监控机器人四周全方位的图像的多个摄像头；所述感知单元包括设于所述机器人壳体上的传感器网络；所述处理器包括图像检测单元，用于对所述图像采集单元采集到的图像进行方向梯度直方图特征提取和线性支持向量机分类，根据分类的结果进行人体图像检测，当检测到人体图像时产生控制指令；运动控制器，用于接收所述控制指令，根据所述控制指令控制所述移动行进单元进行运动；所述移动行进单元在所述运动控制器的控制下，带动所述监控机器人运动；所述无线交互单元将在所述图像检测单元检测到人体图像时，将所述图像单元采集到的图像发送到所述远程监控终端；所述远程监控终端用于显示接收到的图像。优选的，所述图像采集单元包括四个摄像头，所述四个摄像头间隔90°环绕设于所述机器人壳体上，每个摄像头成仰角设置，用于采集所在方向90°范围内的图像。优选的，所述每个摄像头的仰角为16°。优选的，所述传感器网络包括五个红外线传感器，其中两个红外线传感器安装在所述监控机器人的中轴线的两端，另外三个红外线传感器分布在所述中轴线的一侧；所述监控机器人在所述传感器网络检测到监控机器人前方有障碍物时避开障碍物移动。优选的，所述图像检测单元用于对每个摄像头采集的图像首先进行伽马和颜色归一化的预处理，对预处理后的图像计算梯度，并以每个分隔单元为单位构建方向梯度直方图，然后对图像的叠加块的对比度进行归一化处理，最后进行图像的方向梯度直方图特征提取，将提取的方向梯度直方图特征送入线性支持向量机分类器进行分类，根据分类的结果判定摄像头采集的图像是否包含人体图像。优选的，所述移动行进单元包括设于所述机器人壳体内部的多个驱动轮和与所述驱动轮连接的用于带动所述驱动轮的直流电机；当所述图像检测单元检测到人体图像时，所述直流电机在所述运动控制器的控制下进行转动，从而带动所述驱动轮进行转动，所述监控机器人在所述驱动轮转动的作用下向人体的位置移动。优选的，当所述图像检测单元未检测人体图像时，所述运动控制器检测所述监控机器人在当前位置是否超过设定的时间阈值，若是，则控制所述直流电机进行转动，从而带动所述驱动轮进行转动，所述监控机器人在所述驱动轮转动的作用下移动设定的距离。优选的，所述机器人还包括用于检测所述直流电机的当前速度的测速传感器；所述运动控制器还用于将直流电机的当前速度与设定的期望速度进行比较，产生速度偏差，将所述速度偏差送入模糊_比例积分微分控制器，所述模糊_比例积分微分控制器根据所述速度偏差生成矫正指令，根据所述矫正指令控制直流电机转动，使所述直流电机将当前速度矫正到与所述期望速度一致。优选的，所述机器人还包括用于测量所述监控机器人的当前航向角的航向测量传感器；所述运动控制器还用于将所述当前航向角与设定的期望航向角进行比较，产生航向偏差，将所述航向偏差送入航向控制器，所述航向控制器根据所述航向偏差生成期望速度，通过速度控制器产生矫正指令，根据所述矫正指令控制直流电机转动，使所述直流电机将当前航向角调整到与所述期望航向角一致。优选的，所述运动控制器还用于根据监控机器人的运动学模型获取监控机器人的当前位置，将所述当前位置与设定的期望位置进行比较，产生位置偏差，将所述位置偏差送入位置控制器，所述位置控制器根据所述位置偏差生成期望速度，通过速度控制器产生矫正指令，根据所述矫正指令控制直流电机转动，使所述直流电机将当前位置调整到与所述期望位置一致。 优选的，所述远程监控终端还用于接收用户设定的运动参数，并将所述运动参数通过所述无线交互单元发送到所述监控机器人；所述运动控制器还用于根据所述运动参数产生矫正指令，根据所述矫正指令控制直流电机转动，从而带动驱动轮转动，在所述驱动轮转动的作用下将所述监控机器人的运动参数调整到与所述用户设定的运动参数一致。优选的，所述驱动轮包括内齿轮、轮胎、外齿轮、轴承和骨架，所述骨架和内齿轮分别套于所述轴承的内外侧，所述轮胎安装在所述内齿轮的外缘上，所述外齿轮与所述直流电机连接，在所述直流电机的作用下转动并带动所述内齿轮转动。优选的，所述机器人壳体包括上盖、底座及与所述上盖、底座连接的第一盖体和第二盖体，所述上盖和底座都成半环体，所述上盖和底座连接后形成环体，所述驱动轮为两个，分别设于所述环体的两侧，所述第一盖体与第二盖体相互配合形成球体，所述驱动轮置于所述球体内。优选的，所述移动行进单元还包括设于所述底座上的两个万向轮，所述两个万向轮对称设于所述底座的着地点的两侧，所述万向轮包括螺母、置于所述螺母内的第一球体、 与所述第一球体连接的多个第二球体以及套接在所述螺母上的万向轮套。 此外，还有必要提供一种能进行全方位的360°全景监控，并能提高监控效率的全景监控机器人。一种全景监控机器人，用于上述全景监控机器人系统中。上述全景监控机器人系统，通过间隔环绕在机器人壳体上的多个摄像头采集监控机器人四周全方位的图像，能够实现全方位的360°全景监控。另外，通过图像检测单元对每个摄像头采集的图像进行方向梯度直方图特征提取和线性支持向量机分类，根据分类的结果进行人体图像检测，当检测到人体图像时产生控制指令控制监控机器人进行移动，同时，能够将此刻图像采集单元采集到的图像发送到远程监控终端进行显示，用户能够实时获取到监控场景出现异常时的图像，因此能提高监控效率。附图说明图1为一个实施例中全景监控机器人系统的结构示意图；图2a为图1中的视觉监控单元的布局示意图之一；图2b为图1中的视觉监控大院的布局示意图之二 ；图3为图2中的摄像头仰角设置的示意图；图4为图1中的感知单元的示意图；图5为一个实施例中人体检测的过程示意图；图6为一个实施例中直方图特征提取的过程示意图；图7为一个实施例中使用机器人进行全景监控的方法流程图；图8为一个实施例中速度控制的过程示意图；图9为一个实施例中航向控制的过程示意图；图10为一个实施例中位置控制的过程示意图；图11为一个实施例中机器人的立体图；图12为一个实施例中机器人的侧视图；图13为图11的A-A视图；图14为图11的B-B视图；图15为一个实施例中机器人的爆炸图；图16为一个实施例中机器人的侧视图；图17为图15的A向视图；图18为图15的D-D剖面图；图19为图15的E-E剖面图；图20为一个实施例中万向轮的分解图。具体实施方式图1示出了一个实施例中的全景本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种全景监控机器人系统，其特征在于，包括监控机器人、无线交互单元和远程监控终端，所述监控机器人包括机器人壳体、图像采集单元、感知单元、处理器及移动行进单元；所述图像采集单元包括间隔环绕在所述机器人壳体上的用于采集所述监控机器人四周全方位的图像的多个摄像头；所述感知单元包括设于所述机器人壳体上的传感器网络；所述处理器包括：图像检测单元，用于对所述图像采集单元采集到的图像进行方向梯度直方图特征提取和线性支持向量机分类，根据分类的结果进行人体图像检测，当检测到人体图像时产生控制指令；运动控制器，用于接收所述控制指令，根据所述控制指令控制所述移动行进单元进行运动；所述移动行进单元在所述运动控制器的控制下，带动所述监控机器人运动；所述无线交互单元用于在所述图像检测单元检测到人体图像时，将所述图像单元采集到的图像发送到所述远程监控终端；所述远程监控终端用于显示接收到的图像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘营，欧勇盛，张学臻，彭安思，刘彪，吴新宇，徐扬生，熊国刚，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：94