智能校园巡逻安保机器人设计

智能校 园巡逻安保 机器人的基本结构是把一系列传感 器 以及检测 装置与 图像传 输装置 安装在基于麦 克纳母 轮的 移动平台上 ， 可 以实现 自由灵活 的移动。 综合上述 的装置和 平台， 实现 了巡逻机 器人的全方位 的智能巡逻与安保 。 整 机 是 由基于 麦 克 纳木 轮 的底 盘 系 统、 底 盘 控 制系 统、 视觉避 障系 统、图像采集及传输系统、 检测与报警系统 组成 。 安保机器人 的巡 逻功能分 自动巡逻和远 程遥控 巡逻
智 能 巡 逻 校 园安 保 机 器 人 。 １ 智 能 校 园 巡 逻 安 保 机 器 人 整 体 结 构 的 设 计 １ ． １ 智能 校 园巡 逻 安 保 机 器人 整 体 结 构
左右４ 个移动高清数 字摄像头， 综合各个传感器信 息， 将检 测到 的图像 回传 给控 制系统与控制室 ， 控制系统做 出判断 后， 若发现异常情况 ， 会立 即发送到检测与 报警系统， 检测 与报警系统用 来实时检测周边环 境的与发 出报警， 当其发 现可疑 的气体或 图像后 ， 立即拉响警报并且 给主控室 发出 报警， 提醒 主人当前环境发生异常情况。 １ ． ２ 视觉避障系统的设计 视觉避 障部分 采用超声 波与光 电管结合， 超 声波测距 部分使用Ｔ Ｒ ４ ０ 超声波探头 ， 而红外检测则采用了Ｌ ５ Ｉ Ｒ ３ ． ３ ０ 红外发射二极管￣ Ｈ Ｉ Ｒ Ｍ３ ８ Ｂ Ｌ ． ２ 一体化接收头， 其 具有衰减 低、 可靠 性高等 特点＿ ４ ］ 。 在利用超声波测距 的同时， 利用红 外线检测弥补超声波检测 的角度精度 ， 因为超声波发射头 的发射角度较大 ， 而红外线发 射头的发射角度相对较小， 将两 者结合可 以更 准确地 检测出前方物体 的具体位 置和距 离， 甚 至可 以扫描 出前面物体 的大体轮 廓。 在机器人 进入 自动值守模 式时， 两侧的热释 红外传感 器开始工作 ， 当有人 在传 感器警戒 范围内走动 时， 由人体发 出的微量 红外线通 过菲涅尔透镜 聚焦后 ， 在热释 电人体红外线传感 器的 内部 敏 感元件上引起温 度变化 而产生极化， 从 而在传感 器 的外 接 电阻两端 输出传感信号。 此传感信号相当微弱， 经二级放 大、 双 向鉴 幅、 延时处理后， 再送往单片机处理 ， 从 而实现
的基 本 结构 及 功能 进行 了阐述 。
关键 词 ： 智能车； 安保 ； 机 器人
随着社会经 济的发展 ， 超 级商场、 机场 、 车站、 会展 中 心及物 流仓库 等大型人流 、 物流 场所 的规模 和数量不断扩 大， 大 中城 市的高层、 高档商用 日益增多， 其保安 自动化 需 求 曰趋 迫切。 巡逻 机器人是 一个集 环境感 知、 路线规 划 、 动态决 策、 行为控制 以及报 警装置于 一体 的多功能综合系 统， 采用巡 逻机器 人实行定 时、 定点 监控巡 逻或 不间断流 动巡 逻将是 目前一种可行的解 决方案ｕ 】 。 而机器人在环境 中
视 觉避障系统用来保证机器人的避障与行进 。 能够准 确地定位以及 躲避 可能存 在的障碍物 ， 是机器人完 进行移动 。 成 巡逻任 务的前 提和基 础 。 将机 器人用于保 安工作 ， 具有 当视觉避 障系统发现接 近障碍时， 发出信号给底盘 控制系 器人的一个新研究方 向。 广阔的应用前景， 近年来 已受到 国内外的重视 ， 成 为服务机 统 ， 使其做 出判断， 并做 出正确的路径 规划 ， 继续前进。图 像采集 及传输系统用来进行实时 的图像采集 与回传， 其具 可实时视频 目前， 在校 园中比较 通用 的办法 是 ， 校 园物业 招聘 保 有 夜视 功能 的高清数字摄像 头及各种传感 器， 安， 成立夜 间巡逻 队。 实践证明， 这种方法 虽然能起 到一定 监控、 录像存储、 历史回放 。 同时该机器人还 可以通过 前后 的作用 ， 但缺 陷也是非常明显的。 首先， 安保 行业 缺 口大 。 据 资料显示 ， 安保 从业人员不足需求量 的８ ０ ％， 需求缺 口不 少 于１ １ ２ 万人 ， 并且安保 行业的流 动性非常高 。 其次 ， 从 业
摘 要： 新型功能的智能机器人是 当下研 究的热点之一， 而智能车是轮 式机 器人 的一种， 在实际生活和科技军事领域都发挥着 不可替代的作用， 因其可以适应复杂多变的环境 ， 执行一些人类无法执 行的任务。 结合常被 社会关注的校 园安全问题 ， 文章设
计了 校 园安保机 器人小车， 主要概 括了国内外机器人领域的现 状、 所存在的主要 问题 以及发展 方向； 另外， 对智能安保机 器人
第ｌ ６ 期 ２ ０ ｌ ７ 年８ 月
无 线 互 联 科 技
Ｗｉ ｒｅ ｌ ｅ Ｓ Ｓ Ｉ ｎｔ ｅ ｒ ｎｅ ｔ Ｔ ＵＳｔ，２０１ ７
智能校 园巡逻 安保机器人设 计
薛金 言 ， 张 斌， 武 瀚
哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ０ ０ ） （ 哈尔滨理工大学 机 械动力工程 学院， 黑龙江
人 员的素质偏 低 。由人构成 的夜 间巡逻 队伍 不能保证 不遗 留死角， 且人在深夜容易瞌 睡， 保安人员会发 生脱岗漏 岗睡 岗现 象 。 再 次， 保安 “ 老 龄化”趋势严重。 校园保安 即使 发 现有 可疑人员也无法 迅速通知 监控 中心 ， 安保 行业市场面 临的困惑亟待解决。 而随着人 工智能安保机器人 的出现， 安 保机 器人作为 智能安 防中的重要一员 ， 可代替更多 的劳 动 力， 成为产 业升级 或变革 的重要工 具， 传 统商业 的安防模 式将逐渐进入 机器智能化时代口 ｊ 。 鉴于此， 我们设计制作了
两种模 式 ］ 。 在 自动模 式下， 机 器人可根据环 境信息， 自动 构建 地 图及实 时定位 ， 并 按预定路 线、 预定时 间执行 巡逻 任务。 在 巡逻过程 中机器人若 自身电力不足， 可自行寻找充
电桩对 接充电。 远程模 式则是 通过远程遥 控器 操作机 器人
巡 逻。 其中麦 克纳母轮底盘系统和底盘控制系统用来保证 机 器人 的灵活 移动与避 障 ， 可 以根据场地 的具体情况 ， 设 定规 划好一条路径 ， 也可 以通 过视觉避障系统发 出的指令