基于目标识别技术的家用移动安保机器人制造技术

本实用新型专利技术为一种基于目标识别技术的家用移动安保机器人，机器人包含以下几个子系统：框架、行走系统、成像系统、传感器系统、控制系统、无线网络系统、目标识别系统、通信系统以及能源管理系统。本实用新型专利技术中的机器人能够自主识别目标点，并能对目标位置进行重点监控，可以定时或随机地监控家中的状况，起到安保、提醒、娱乐、陪伴的作用。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种智能移动机器人，特别是一种能自主行走，自主识别和检测目标点，并采用无线通信方式将检测结果发到绑定的手机或电脑，并能接收来自手机或电脑的控制指令的家用移动安保机器人，属于服务机器人

技术介绍
现代的城市家庭邻里多不熟悉，上班时间大都无人在家，当家庭成员全部外出，或者家中留有未成年儿童、病人及行动不便的老人时，安全问题显得尤为重要。当前安保技术的研究很热，出现了众多的监控类产品，常见的有监控摄像头、煤气探测仪、玻璃破碎探测仪器等，并能与小区安检系统联网，用于实现非法入侵、火灾等异常情况下的监控和报警。 虽然这些常规的小区监控系统能起到一定的威慑和防范作用，但还存在着一些不足一是这种安检系统一般配备在新建的高档智能小区，原先建好的小区改造成本高，还会破坏住户的装修；再者这些监控系统有一定的死区，也可能会被破坏，而且这些都是固定不动的监控手段，不可能监视到房间的每个角落。安保机器人能够很好地弥补上述缺陷机器人可以四处行走，能起到代替人到处观察的作用，可以让机器人定时或者随机地监控关键位置；机器人所具备的智能技术可以实现动态目标抓拍和跟踪，将活动的物体拍照或者录像；机器人还可以将数据存储或者发送到绑定的手机或远程电脑以便主人实时了解家中的情况。即使在已经安装了监控系统的家庭，机器人也可以与已有的摄像头、传感器系统联网，搜索到异常信息，及时反馈给主人， 使已有静态监控系统更加有效地发挥作用。目前有一些研究中提到了适合家庭监控用的机器人系统。专利200420053492. 2 公开了一种带有摄像头、烟雾传感器、玻璃破碎传感器，由单片机控制的保安机器人，可将图像等信息无线传输到集中控制室。专利200520087230. 2公开了一种保安机器人上用的 GSM通信控制电路。专利CN201010M3931. 8公开了一种适用于iPhone智能手机与机器人的交互系统，能通过智能手机控制机器人的动作。专利CN20092(^94316. 0公开了一种采用GPS定位的巡检机器人，因为定位精度局限，只能应用于户外。专利CN200910199945. X 公开了一种通过无线以太网连接的多个家居机器人系统，适合于机器人的群体协作。专利 CN201010046514. 2公开了一种带有摄像头、声音采集器、避障传感器等的多感知机器人系统。以上专利均在某一方面涉及了家用安保机器人的实用技术，但都有很大的局限性，没有实现机器人在家庭中的智能定点监控，不能将监控信息实时反馈给用户，不能与其他智能设备联网，实用性差。本技术旨在解决家用安保机器人实际应用中的关键技术寻找并定位监控目标，并将监控结果无线传输到手机或带接口的电脑终端，并能采用物联网的方式与其他智能设备联网，使安保机器人能够真正应用于家庭的实时监控。
技术实现思路
本技术的目的是公开一种基于目标识别技术的家用移动安保机器人，可以自动巡检、自主寻找和定位目标点、对标志位置进行重点扫描，并把巡检信息和图像通过无线通信方式发送到主人的手机或带有接口的电脑终端上。本技术包括以下几个子系统框架、行走系统、成像系统、传感器系统、控制系统、无线网络系统、目标识别系统、通信系统以及能源管理系统。所述框架包括机器人的底盘和壳体部分；所述底盘为机器人的支撑部分，下面安装有轮子和传感器；所述壳体部分是传感器及摄像头等部件的装配载体，并且与所述底盘构成一个封闭的腔体；所述腔体内装有电机及驱动机构、控制电路板等部件。所述行走系统为轮式机构，包括轮子、电机、齿轮传动机构；所述轮子包含2个主动轮，2个导向轮；所述电机为驱动主动轮的直流伺服电机，由控制系统进行驱动，采用差动驱动方式，实现机器人的直线行走和转弯动作；所述齿轮传动机构包括驱动轴和齿轮系， 将电机的转动传输到主动轮上。所述成像系统包括一个微型摄像头、两个微型电机构成的可控两自由度旋转云台机构、智能感光及灯光系统；所述微型摄像头可采用CCD或者CMOS摄像头；所述云台机构包括两个电机及相应的传动机构，在水平和垂直方向上旋转，以使摄像头能够拍到各个角度的图像；所述智能感光及灯光系统包括感光器件及电路、LED机器开关电路，能够感应周围的光线，并在低照度时打开摄像头周围的LED，以便在黑暗环境中获取清晰的图像。所述传感器系统安装在机器人的壳体周围和底盘上，包括底盘上的防跌传感器、 悬空传感器、装在外壳上的避障传感器、碰撞环、烟雾传感器、人体热释电传感器、拾音器等；所述防跌传感器安装在机器人底盘的前后位置，当机器人某一部分悬浮于楼梯、台阶等位置时，传感器将探测到垂直距离信息，发出信号到控制系统，使机器人停止向前走或向后退，避免机器人从楼梯等高处跌落；所述轮子悬空传感器安装在轮子上，当任何一个轮子不着地面时即发出信号到控制系统，使机器人停止或改变当前的运动方向，防止机器人从楼梯等高处跌落；所述避障传感器装在机器人外壳的周围，可采用红外或者超声传感器，使机器人能够识别周围物体离自身的远近，发出信号到控制系统，控制机器人的运动方向及速度，避免发生碰撞；所谓碰撞环装在机器人外壳的前部，当机器人意外地碰上其他物体时起作用，发出信号向控制系统，使停止向前走的动作；所述烟雾传感器装在机器人外壳上，感应周围一氧化碳和甲烷的浓度，当浓度超限时向控制系统发出信号，控制系统将会启动相关的报警等任务；所述人体热释电传感器装在机器人的外壳上，当有人靠近时会向控制系统发出信号，控制系统将根据此信号启动相关的进程；所述拾音器固定于机器人的外壳的前部，可以采集到周围的声音，并发给控制系统。所述控制系统包括控制电路板及控制软件；所述控制电路板安装在机器人的底盘上，由壳体包裹在腔体内；所述控制软件为嵌入式操作系统，烧录在所述控制电路板上的芯片内，包含了对机器人自主行走、任务设定、报警通信、传感器信息采集、图像获取及传输、 目标识别及跟踪等算法。所述无线网络系统安装于机器人的壳体内，采用ZigBee等通信方式与其他设备进行通信，其他设备可以是同类型的机器人、带有无线网络的其他设施如家电等。所述目标识别系统采用RF或其他技术，识别固定于特定位置的标签或其他类型的标识物，并控制成像系统对特定区域进行拍照。5所述通信系统采用GSM、GPRS、CDMA等无线通信器件，装于机器人的腔体内，与所述控制电路板相连，可以与绑定的手机号码进行短信联系，发送和接受消息；也可以与装有专用接口的电脑通信，将图像等信息发送到电脑上。所述能源管理系统包括可充电电池、自动充电机构、充电器、电源管理电路及软件；所述可充电电池为镍氢电池或锂电池，安装在机器人的腔体内，与所述控制电路板相连，为整个机器人系统供电；所述自动充电机构安装在机器人外壳上，与固定的充电器之间进行通信，机器人能随时找到充电器自行充电，充满电后有任务要执行时自动移开；所述充电器包括与插座相连的充电器及充电座，所述充电座上装有识别系统，机器人能够找到充电座的位置，并能准确地坐在充电座上进行充电；所述电源管理电路及软件装在所述控制电路板上，在不同的模式下进行不同的电源分配，以达到节能的目的。本技术的工作方式如下将机器人与手机或远程电脑绑定，在需要重点监控的位置贴好标签，比如窗户、阳台的门、楼梯口等；随后让机器人随机在房间本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于目标识别技术的家用移动安保机器人，机器人包含以下几个子系统：　框架、行走系统、成像系统、传感器系统、控制系统、无线网络系统、目标识别系统、通信系统以及能源管理系统；其特征在于：所述框架包括机器人的底盘和壳体，是其他部件的支撑，其他子系统安装于其上；所述行走系统为轮式机构，采用差动驱动方式，安装于机器人所述壳体内，固定于所述底盘上；所述成像系统装在机器人所述壳体的上部或前部；所述控制系统包括控制电路板及控制软件，所述控制电路板安装在机器人腔体内，固定于机器人的底盘及所述控制电路板上。系统包括可充电电池、自动充电机构、充电器、电源管理电路及软件；所述可充电电池安装在机器人的腔体内，与所述控制电路板相连；所述自动充电机构安装在机器人外壳上；所述充电器独立于机器人之外，与机器人之间通过无线网络联系；所述电源管理电路及软件装在板相连，固定于所述壳体之上；所述目标识别系统安装于机器人所述壳体与所述底盘构成的腔体内，与所述控制电路板相连，固定于所述壳体之上；所述通信系统安装于机器人所述壳体与所述底盘构成的腔体内，与所述控制电路板相连，固定于所述壳体之上；所述能源管理壳体上；所述控制软件在所述控制电路板上的ＣＰＵ内；所述传感器系统包含多种传感器，安装在机器人所述壳体与所述底盘构成的腔体内、所述控制电路板上、所述底盘和所述壳体之上；所述无线网络系统安装于机器人所述壳体与所述底盘构成的腔体内，与所述控制电路...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卢秋红，卢飞宏，张国伟，
申请(专利权)人：上海合时智能科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31