本发明专利技术公开了一种基于DaNI移动机器人平台的智能安全巡逻系统，它包括DaNI移动机器人平台、无线路由器、升降梯、舵机、电源、网络摄像头和上位机等；电源为无线路由器、升降梯、网络摄像头和舵机供电，舵机、升降梯和无线路由器均与DaNI移动机器人平台电连接，升降梯固定在DaNI移动机器人平台上，舵机固定在升降梯的顶端，网络摄像头安装在舵机上，网络摄像头与无线路由器相连，无线路由器安装在DaNI移动机器人平台底部，无线路由器与上位机无线通信；应用本发明专利技术进行安全巡逻，可以减轻安保人员工作压力，增强公共环境安全性，提升社会生活品质，降低安保支出。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机器人领域，特别涉及一种智能安全巡逻的机器人系统。
技术介绍
安全巡逻机器人的研制迄今较为普遍，众多的国内外研究所与科技公司都推出了各自的实物平台。日本的Tmsuk公司 和三洋电机设计的四足机器人“番龙”是用于看家用途的实用型步行机器人。该机器人具有感知是否有人、声音及温度并发出警报，能与主人的手机进行联络等功能。为满足美国陆军后勤部门的迫切需求，Cybermotion公司研制了 SR2室内巡逻机器人的改进型MDARS— I。MDARS-1的最低速度为3公里/小时，一次充电可连续工作8小时，可在360度范围内发现10米远的物体。该机器人装有探测入侵者的微波雷达，热成像仪，音响传感器，一台CXD摄像机，红外照明器和旋转及倾斜平台，还有超声波传感嚣、导航传感器等。美国机器人系统技术公司正在研制一种MDARS — E室外型机器人。该机器人可识别并绕过障碍物，若绕不过去.就停下来，并通知控制站操作人员。它的负载主要有本体摄像机，前视红外摄像机，多普勒雷达，4线激光扫描仪，超声波传感器，微波及光缆通信网络，视频标签阅读器。导航传感器有差分GPS系统、陀螺仪、倾斜仪、4轮编码器，驾驶定位传感器等。MDARS — E在值班时可自主进行监视，发现入侵者或异常情况时，视频链路自动启动，控制站记录下音响及视频警报，保安人员可以由远处观察那里的情况，或与入侵者对话。在我国，华南理工大学张铁等研制了保安巡逻机器人，并在机器人四周布置了多个超声波传感器，用于检测周围障碍物的情况。头部配置有红外传感器，用于监控是否有外人异常进入。但是由于芯片为82C53单片机，处理速度与内存容量的不足使得该设备的计算性能很弱。江西理工大学冯新刚等人研制了基于ARM嵌入式技术的智能巡逻机器人，上面安装了超声波传感器、电化学传感器、感烟传感器等设备，可以实现避障巡逻、检测有害气体、检测火灾等等功能。但是该设备并没有对避障算法进行深入的探索，理论基础有限。综上所述，虽然安全巡逻机器人近年来获得一定的发展，但总体而言仍未得到广泛的应用。其中最主要问题是面对多方面、多层次的巡逻安保任务，现有的安全巡逻机器人平台设计的适应性和灵活性不足。例如，基于ARM或单片机技术的机器人平台架构受到软硬件性能的约束，不能有效地进行系统功能的扩展与深化。特别是机器人配置的视觉传感器的位置与结构固定，因此在监测周边环境时，必须依赖机器人自身的运动来捕捉与追踪异常情况，系统性能受到很大局限。此外，如何能够将手动遥控与自动控制结合，实现机器人系统的有效避障，也是安全巡逻机器人发展中亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于DaNI移动机器人平台的智能安全巡逻系统。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的一种基于DaNI移动机器人平台的智能安全巡逻系统，它包括DaNI移动机器人平台、无线路由器、升降梯、舵机、电源、网络摄像头和上位机等；电源为无线路由器、升降梯、网络摄像头和舵机供电，舵机、升降梯和无线路由器均与DaNI移动机器人平台电连接，升降梯固定在DaNI移动机器人平台上，舵机固定在升降梯的顶端，网络摄像头安装在舵机上，网络摄像头与无线路由器相连，无线路由器安装在DaNI移动机器人平台底部，无线路由器与上位机无线通信；其中， 无线路由器通过网线与DaNI移动机器人平台和网络摄像头连接，通过无线通信与上位机连接；DaNI移动机器人平台、网络摄像头、上位机与无线路由器的IP地址设为同一子网下；这样，实现了上位机远程无线控制DaNI移动机器人平台和摄像头。升降梯安装在DaNI移动机器人平台的后部，其功能为负责将摄像头上升或下降，实现拍摄合适的画面；升降梯包括一步进电机，步进电机控制升降梯的升降，步进电机的电源信号、方向信号以及速度信号由DaNI移动机器人平台上的数字输出口提供； 舵机固定在升降梯的顶部，负责将摄像头进行抬头低头、左右摇头的方向控制。舵机的电源信号、PWM信号由DaNI移动机器人平台上的数字输出口提供。电源安装在DaNI移动机器人平台的前方，由此给无线路由器和网络摄像头供电。电源的额定电压为12V，额定容量为2.6Ah。降压器的性质为非隔离降压稳压输出，输入电压为4. 5-35V，带控制脚；输出电压为I. 25-30V连续可调。上位机通过无线路由器与DaNI移动机器人平台和网络摄像头进行远程无线通信，只要各个设备都在同一子网下即可，上位机的功能是接收机器人的信号，发送机器人的控制命令，控制机器人的运动。DaNI移动机器人平台自带超声波传感器，超声波传感器通过发送一个短超声波脉冲，然后监听回声来检测物体。在主机微控制器的控制下，传感器发送短40kHz超声波脉冲。脉冲在空气中以大约1130英尺每秒传播，击中物体，然后弹回传感器。传感器提供输出脉冲到主机，直到回声被检测到；因此脉冲的宽度对应于目标物体的距离。网络摄像头安装在DaNI移动机器人平台上的升降梯顶部的舵机上，通过网线与路由器连接；该网络摄像头可以通过互联网远程监控家庭或办公室，红外线LED灯适用于夜间监控，支持I IN无线连接，兼容IlG无线设备，4倍数码变焦。本专利技术相对于现有技术，其有益效果是 I、安全问题在社会生活中始终引人瞩目。利用智能机器人系统进行安全巡逻，可以减轻安保人员工作压力，增强公共环境安全性，提升社会生活品质，降低安保支出。2、采用了超声波传感器与摄像头并用的方式，提升了传感器的性能。摄像头可以升高降低、改变方向，从而使得拍摄没有死角。3、采用了 VFH算法，实现了机器人自主避障行走的功能，减轻了工作人员手动控制的工作压力。附图说明图I是本专利技术基于DaNI移动机器人平台的智能安全巡逻系统的组成框 图2是图I中DaNI移动机器人平台的工作流程 图3是图I中上位机的工作流程图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细的描述，本专利技术的目的和效果将变得更加明显。如图I所示，本专利技术基于DaNI移动机器人平台的智能安全巡逻系统包括DaNI移动机器人平台、无线路由器、升降梯、舵机、电源、网络摄像头和上位机。其中，电源为无线路由器、升降梯、网络摄像头和舵机供电，舵机、升降梯和无线路由器均与DaNI移动机器人平台电连接，升降梯固定在DaNI移动机器人平台上，舵机固定在升降梯的顶端，网络摄像头安装在舵机上，网络摄像头与无线路由器相连，无线路由器与上位机无线通信。美国国家仪器公司(NI)的DaNI移 动机器人平台拥有稳定、易开发的软硬件模块，可以与LabVIEW等结合，高效地进行图形化界面设计、定位与避障、异常报警、无线传输图像等功能的设计。本系统依托于DaNI移动机器人平台，可方便地进行遥控巡逻、自主避障行走，并探测异常状况、可疑人员与危险环境。NI公司的NI-Robotics Starter Kit (DaNI)移动机器人平台是一种创新型的移动机器人平台，拥有超声波传感器、电机、NI Single-Board RIO嵌入式控制硬件。该平台的软件由LabVIEW来开发，由于LabVIEW特殊的图形程式简单易懂的开发接口，缩短了开发原型的速度以及方便日后的软件维护，因此逐渐受到系统开发及研究人员的喜爱。在该机器人平台上安装了电池、无线路由器、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于DaNI移动机器人平台的智能安全巡逻系统，其特征在于，它包括DaNI移动机器人平台、无线路由器、升降梯、舵机、电源、网络摄像头和上位机等；电源为无线路由器、升降梯、网络摄像头和舵机供电，舵机、升降梯和无线路由器均与DaNI移动机器人平台电连接，升降梯固定在DaNI移动机器人平台上，舵机固定在升降梯的顶端，网络摄像头安装在舵机上，网络摄像头与无线路由器相连，无线路由器安装在DaNI移动机器人平台底部，无线路由器与上位机无线通信；其中，无线路由器通过网线与DaNI移动机器人平台和网络摄像头连接，通过无线通信与上位机连接；DaNI移动机器人平台、网络摄像头、上位机与无线路由器的IP地址设为同一子网下；这样，实现了上位机远程无线控制DaNI移动机器人平台和摄像头；升降梯安装在DaNI移动机器人平台的后部，其功能为负责将摄像头上升或下降，实现拍摄合适的画面；升降梯包括一步进电机，步进电机控制升降梯的升降，步进电机的电源信号、方向信号以及速度信号由DaNI移动机器人平台上的数字输出口提供；舵机固定在升降梯的顶部，负责将摄像头进行抬头低头、左右摇头的方向控制；舵机的电源信号、PWM信号由DaNI移动机器人平台上的数字输出口提供；电源安装在DaNI移动机器人平台的前方，由此给无线路由器和网络摄像头供电；电源的额定电压为12V，额定容量为2.6Ah；降压器的性质为非隔离降压稳压输出，输入电压为4.5？35V，带控制脚；输出电压为1.25？30V连续可调；上位机通过无线路由器与DaNI移动机器人平台和网络摄像头进行远程无线通信，只要各个设备都在同一子网下即可，上位机的功能是接收机器人的信号，发送机器人的控制命令，控制机器人的运动；DaNI移动机器人平台自带超声波传感器，超声波传感器通过发送一个短超声波脉冲，然后监听回声来检测物体；在主机微控制器的控制下，传感器发送短40kHz超声波脉冲；脉冲在空气中以大约1130英尺每秒传播，击中物体，然后弹回传感器；传感器提供输出脉冲到主机，直到回声被检测到；因此脉冲的宽度对应于目标物体的距离；网络摄像头安装在DaNI移动机器人平台上的升降梯顶部的舵机上，通过网线与路由器连接；该网络摄像头可以通过互联网远程监控家庭或办公室，红外线LED灯适用于夜间监控，支持11N无线连接,兼容11G无线设备，4倍数码变焦。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：潘树文，占斐，施梦嘉，潘胜杰，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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