安防侦察机器人

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  我们经常通过媒体看到一些严重危害公共安全的突发事件,比如恐怖分子在机场等公共场所安放爆炸物、危险化学品,仓库发生火灾导致有害气体泄漏以及核电厂发生事故、产生核辐射等。
  这些突发事件对人身和公共安全造成严重威胁,需要安防机器人对事故现场进行安全侦察和实时监测。
  一、设计思路
  安防机器人在日常生活中扮演着越来越重要的角色。但当我进一步调查之后发现,现有的很多安防机器人只有摄像功能,缺乏防抖功能。
  如果承载侦察机器人摄像装置的小车快速运动或行走在不平整的地面时,传输回来的图像质量就会模糊不清,严重影响后方人员对危险现场信息的判断。
  另外,许多安防机器人都没有能转动的“脖子”,如果目标不在前进方向的监视范围内,搜索目标只能靠操控机器人小车转动达到,在危机事故发生时可能错过宝贵时机。
  怎样才能设计一种既防抖又有“脖子”的高性能安防侦察机器人?我利用惯性稳定技术,设计了一种基于惯性稳定与快速跟踪双模式的安防侦察机器人。
  通过将惯性稳定技术与无线操控和视频反馈校正技术结合,就可以克服现有安防机器人的不足,提高监视图像质量,快速捕捉目标。
  二、设计原理
  安防侦察机器人实际上就是一台具有“特异功能”的相机。首先将相机置于轻小型惯性稳定平台上,利用惯性稳定平台的框架稳定功能,相机在野外地面不平及危险环境下能始终保持稳定成像,并通过框架转动实现对危险目标的大范围跟踪搜寻。
  此外,为让人体与小车之间有一定的安全距离,稳定平台的控制电路与平台监测器监控界面采用无线传输。
  最后,將轻小型惯性稳定平台安装于小车上,利用手机App控制小车运动,对目标物进行高清监视。图1为安防侦察机器人系统总体方案示意图,图2为安防侦察机器人系统。
  三、实验测试
  连接轻小型惯性稳定平台、相机、安防侦察小车、小车支架、相机监控监测器、平台监控监测器、手机App控制界面、蓝牙模块、控制电路板后,我将安防侦察小车移动到户外进行了实验及调试。
  在搜索提前放置的目标物时,如果发现图片中有目标物的特征,则自动用图形框出来,并向控制电路发出信号,告知发现目标物,完成实验。
  该安防侦察机器人既可在危险场合静态监视,又可在逼近目标过程中获取动态高清图像,对安防排险有一定的意义。(指导老师:马丽霞 高 浩 李娅婷 时延君)
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