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安防機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展

   2018-08-23 2100
核心提示:  安防機(jī)器人是一種專門應(yīng)用于安保巡邏和服務(wù)的移動(dòng)機(jī)器人,它除了需要解決移動(dòng)機(jī)器人的關(guān)鍵共性技術(shù)外,還需要解決以下與安防
   安防機(jī)器人是一種專門應(yīng)用于安保巡邏和服務(wù)的移動(dòng)機(jī)器人挠辆,它除了需要解決移動(dòng)機(jī)器人的關(guān)鍵共性技術(shù)外雳址,還需要解決以下與安防應(yīng)用目標(biāo)和環(huán)境密切相關(guān)的關(guān)鍵核心技術(shù)。
 
  例如巡邏安保服務(wù)機(jī)器人华雷,要賦予巡邏機(jī)器人至關(guān)重要感知能力如機(jī)器人視覺敌痘、周身感知、云能力等方面持蓄,同時(shí)還需要把傳統(tǒng)安防手段和巡邏機(jī)器人的結(jié)合钢婆,從安全入手做服務(wù)機(jī)器人。
 
  巡邏機(jī)器人的核心能力就是以機(jī)器視覺為核心的觀察判別能力臂外,安防企業(yè)將自身深度積累的高清視頻監(jiān)控技術(shù)窟扑、圖像增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、人臉識(shí)別技術(shù)漏健、車牌識(shí)別技術(shù)以及云計(jì)算平臺(tái)和大數(shù)據(jù)分析處理能力嚎货,來快速構(gòu)建機(jī)器人的視覺,同時(shí)結(jié)合移動(dòng)式特點(diǎn)漾肮,對(duì)視頻抖動(dòng)厂抖、智能分析算法茎毁、雙目識(shí)別克懊、多目全景視覺做了諸多優(yōu)化,使得巡邏機(jī)器人初步具備類人屬性七蜘,這就是安防基礎(chǔ)帶來的技術(shù)優(yōu)勢(shì)谭溉。
 
  復(fù)雜環(huán)境下的導(dǎo)航定位技術(shù)
 
  目前移動(dòng)機(jī)器人常用的導(dǎo)航定位方法主要有電磁循跡、衛(wèi)星導(dǎo)航定位橡卤、激光雷達(dá)導(dǎo)航定位扮念、視覺導(dǎo)航等。其中電磁循跡法簡單可靠碧库,但只能沿固定路線行駛柜与,而且需要進(jìn)行路面施工。衛(wèi)星導(dǎo)航定位方法具有不受天氣情況影響乞哀、使用簡單谤变、可連續(xù)實(shí)時(shí)提供絕對(duì)位置信息等優(yōu)點(diǎn),然而存在衛(wèi)星信號(hào)容易被遮擋而導(dǎo)致無法定位的問題趣情。通過與慣性導(dǎo)航或航位推算方法融合适系,能夠跨越部分被遮擋區(qū)域,但由于累積誤差的存在不能長期連續(xù)使用纺辟。激光掃描雷達(dá)具有定位精度高高骑、受環(huán)境干擾小的優(yōu)點(diǎn),能夠通過與地圖的匹配實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航定位,但高精度激光掃描雷達(dá)價(jià)格昂貴辈殃。
 
  利用圖像處理技術(shù)對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)環(huán)境進(jìn)行感知苔免,從而判斷出機(jī)器人的位置和運(yùn)行路線,是視覺導(dǎo)航技術(shù)的終極目標(biāo)债案,但是該技術(shù)目前還處于研究階段膛姊。
 
  通過以上分析我們看到,單一的導(dǎo)航定位方法很難滿足所有應(yīng)用場合拣挪,因此我們發(fā)展了將多種導(dǎo)航定位方法融合到一起的全天候組合式導(dǎo)航定位系統(tǒng)擦酌。采用該系統(tǒng)能夠根據(jù)應(yīng)用場合的環(huán)境特點(diǎn),結(jié)合用戶對(duì)導(dǎo)航精度菠劝、實(shí)施成本和可靠性等級(jí)要求赊舶,為安防機(jī)器人提供性價(jià)比最佳的導(dǎo)航定位方案。目前定位精度已經(jīng)達(dá)到2cm赶诊、0.5°笼平,并在狹窄巷道、林蔭小道等衛(wèi)星信號(hào)幾乎完全被屏蔽的場合得到驗(yàn)證舔痪。
 
  高清圖像無線傳輸技術(shù)
 
  視頻監(jiān)控是安防系統(tǒng)最重要的功能寓调,一般安防機(jī)器人上都會(huì)安裝數(shù)字高清攝像機(jī)、紅外夜視攝像機(jī)和普通數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等多臺(tái)攝像機(jī)锄码,并對(duì)多通道圖像進(jìn)行壓縮夺英、存儲(chǔ)和無線傳輸。
 
  多通道高清圖像的壓縮和存儲(chǔ)技術(shù)已經(jīng)在傳統(tǒng)的固定視頻監(jiān)控系統(tǒng)中得到解決滋捶,但多通道高清圖像的無線傳輸是目前面臨的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)痛悯,尤其是在多臺(tái)安防機(jī)器人協(xié)同工作時(shí)。通過專用的WiFi通道能夠進(jìn)行多圖像傳輸弛镣,但是在室外構(gòu)建全面覆蓋巡邏路徑的WiFi節(jié)點(diǎn)工程量大凄在,多節(jié)點(diǎn)切換配置復(fù)雜。利用無線通訊4G網(wǎng)絡(luò)無需另行構(gòu)建無線通訊網(wǎng)絡(luò)钩裆,但是流量消耗巨大舞懦,運(yùn)行成本高昂。采用雙向無線圖傳設(shè)備可以進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的無線圖像傳輸图盖,但是在多臺(tái)機(jī)器人同時(shí)運(yùn)行時(shí)存在頻段有限毕蕉、互相干擾的問題。
 
  為了適應(yīng)不同的無線通訊環(huán)境九窿,我們構(gòu)建了集成WiFi苇葫、4G和多頻段無線圖傳等多種無線通訊技術(shù)的多通道高清圖像無線傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以根據(jù)應(yīng)用場合的無線通訊條件坦膘,選擇或建立合適的無線通訊方式堰聪,目前已經(jīng)對(duì)單臺(tái)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了四路圖像信息的無線傳輸,并能夠?yàn)?臺(tái)SPR安保巡邏機(jī)器人協(xié)同運(yùn)行提供條件。
 
  智能識(shí)別與警情判斷技術(shù)
 
  智能識(shí)別和警情判斷是應(yīng)用安防機(jī)器人的高級(jí)目標(biāo)缝帝,與傳統(tǒng)的靜態(tài)視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比绊寻,安防機(jī)器人所獲得的圖像背景是動(dòng)態(tài)變化的,這給圖像處理帶來了較大的難度悬秉,但是由于安防機(jī)器人具有抵近偵察的條件澄步,又給提高識(shí)別能力帶來了新的機(jī)遇。
 
  智能識(shí)別以圖像識(shí)別技術(shù)為基礎(chǔ)和泌,并與聲音村缸、振動(dòng)、溫度武氓、易燃易爆氣體傳感器進(jìn)行信息融合梯皿,能夠通過智能推理進(jìn)行安保狀態(tài)判別,實(shí)現(xiàn)安全預(yù)警县恕。
 
  攝像頭采集到監(jiān)控圖像后东羹,如果存在人臉則從原始圖像中分理出面像,并建模抽象為面紋編碼忠烛。利用數(shù)據(jù)庫中注冊(cè)的已有面紋編碼属提,與當(dāng)前獲得的面紋編碼進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)匹配就實(shí)現(xiàn)了身份認(rèn)證美尸。異常行為識(shí)別主要是針對(duì)攝像機(jī)中獲得的含有人的運(yùn)動(dòng)圖像序列進(jìn)行分析處理冤议,包括運(yùn)動(dòng)檢測(cè)、特征提取與處理和識(shí)別分類三個(gè)階段靡勾。能在遠(yuǎn)距離或低視頻質(zhì)量下實(shí)現(xiàn)異常判斷北拔,與人臉識(shí)別技術(shù)形成互補(bǔ)换秧。根據(jù)身份認(rèn)證和行為識(shí)別兩部分的結(jié)果評(píng)估安全預(yù)警系數(shù)悦级,當(dāng)該系數(shù)超過一定閥值時(shí)則馬上啟動(dòng)安全預(yù)警程序。
 
  安防機(jī)器人運(yùn)營管理平臺(tái)
 
  安防機(jī)器人運(yùn)營管理平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)安防機(jī)器人有效運(yùn)行的軟件系統(tǒng)辫航,主要包括視頻與傳感數(shù)據(jù)監(jiān)控斑渠、危險(xiǎn)報(bào)警與安全預(yù)警、任務(wù)調(diào)度與運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控漓惕、機(jī)器人遠(yuǎn)程操控等功能模塊榕诬。
 
  機(jī)器人運(yùn)營管理平臺(tái)由接入層、服務(wù)層每贮、應(yīng)用層和展現(xiàn)層組成菜犀。接入層的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)對(duì)各類機(jī)器人的信息對(duì)接,獲取機(jī)器人的實(shí)時(shí)信息和狀態(tài)榔汤,并實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的控制栽斑;服務(wù)層需實(shí)現(xiàn)各類后臺(tái)支撐服務(wù),包括語音識(shí)別、視頻分發(fā)韭赘、報(bào)警流轉(zhuǎn)缩滨、任務(wù)調(diào)度等;應(yīng)用層是基于業(yè)務(wù)管理的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)泉瞻,包括現(xiàn)場的音視頻交互脉漏、報(bào)警信息的展現(xiàn)與處理、媒體信息的播放等袖牙;展現(xiàn)層為瀏覽器和手機(jī)的應(yīng)用客戶端侧巨,基于不同終端實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的操作功能。
 
  安防機(jī)器人具有抵近偵察和主動(dòng)介入的能力鞭达,將給安防行業(yè)帶來新的發(fā)展機(jī)遇刃泡,推動(dòng)動(dòng)靜結(jié)合的智能安保服務(wù)體系建設(shè)。國內(nèi)外已經(jīng)有一批安防和機(jī)器人企業(yè)開展了安防機(jī)器人的研發(fā)和應(yīng)用碉怔,目前尚處于市場培育階段烘贴,但是市場潛力巨大。導(dǎo)航定位撮胧、圖像傳輸庸伏、智能識(shí)別和管理軟件是安防機(jī)器人需要重點(diǎn)解決的關(guān)鍵核心技術(shù),攻克這些技術(shù)難關(guān)將為安防機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化掃清障礙围娃。
 
  云服務(wù)技乡、人工智能將成重點(diǎn)
 
  在未來,會(huì)有成千上萬的機(jī)器人都在不同領(lǐng)域同步工作碎痘,那么如何管理技碍、如何演進(jìn)就成為了關(guān)鍵性的問題,因此基于云服務(wù)的服務(wù)機(jī)器人將會(huì)是未來發(fā)展趨勢(shì)创靴。
 
  在云服務(wù)方面云许,根據(jù)不同的用戶需求來解決公有云、私有云的部署問題偶刃,同時(shí)結(jié)合特殊的應(yīng)用場景辣候,也可以打造混合云。在公有云方面嘹谎,用戶通過手機(jī)APP就可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的在線管理和設(shè)備診斷大熟,徹底互聯(lián)網(wǎng)化;而私有云部署是保障高端用戶內(nèi)網(wǎng)安全方面的需要,預(yù)留了公有云接口囤恶,也是可以隨時(shí)升級(jí)為混合云模式的偿荷。以便于通過云服務(wù)來實(shí)現(xiàn)知識(shí)的積累和共享,并可以逐步拓展升級(jí)唠椭。
 
  另外跳纳,隨著AI技術(shù)的不斷發(fā)展张峰,在機(jī)器人交互方面,根據(jù)機(jī)器人的高度和結(jié)構(gòu)的打造物體棒旗、聲音喘批、圖像等各個(gè)方面識(shí)別,來打造接近人類甚至等同于人類的高水平語音交互能力铣揉。
 
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