本發(fā)明涉及安防巡檢，尤其涉及一種安防巡檢機(jī)器人的巡檢方法。

背景技術(shù)：

1、安防需求日益增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的人工巡檢方式效率低下，成本高，且難以實(shí)現(xiàn)全天候、全方位的監(jiān)控，因此安防巡檢機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。

2、公開(kāi)號(hào)cn117724494b提供一種智能巡檢機(jī)器人的巡檢方法，可以較為精準(zhǔn)的控制巡檢設(shè)備達(dá)到指定的目標(biāo)位置，并通過(guò)巡檢屬性和安防設(shè)備確定門(mén)禁的開(kāi)啟方式，提高了整個(gè)巡檢流程的效率，并有效防范了未經(jīng)授權(quán)的人員進(jìn)入，提高了安全性。

3、公開(kāi)號(hào)cn109571468b提供了一種安防巡檢機(jī)器人及安防巡檢方法，具備多種信息采集、智能分析、自主決斷的功能。

4、但是上述申請(qǐng)仍存在以下問(wèn)題：當(dāng)信號(hào)中斷發(fā)生時(shí)，巡檢機(jī)器人與控制中心的聯(lián)系被切斷，無(wú)法及時(shí)接收新的指令和數(shù)據(jù)，也無(wú)法將采集到的巡檢信息實(shí)時(shí)傳輸回控制中心進(jìn)行分析處理；更為關(guān)鍵的是，由于失去了與控制中心的通信，在這種情況下，機(jī)器人難以重新規(guī)劃巡檢路線。重新建立通信連接也往往需要耗費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間。在這段時(shí)間里，巡檢機(jī)器人處于“失聯(lián)”狀態(tài)，無(wú)法正常執(zhí)行巡檢任務(wù)，導(dǎo)致巡檢效率大幅降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決背景技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種安防巡檢機(jī)器人的巡檢方法。

2、本發(fā)明提出的一種安防巡檢機(jī)器人的巡檢方法，包括以下步驟：

3、為安防巡檢機(jī)器人加載巡檢區(qū)域地圖，根據(jù)巡檢需求，制定巡檢路線；

4、在巡檢時(shí)，安防巡檢機(jī)器人通過(guò)攝像頭進(jìn)行圖像采集，通過(guò)傳感器進(jìn)行環(huán)境數(shù)據(jù)和設(shè)備數(shù)據(jù)采集；

5、在巡檢時(shí)，安防巡檢機(jī)器人配備多個(gè)信號(hào)接收傳感器，實(shí)時(shí)檢測(cè)周?chē)煌较虻臒o(wú)線信號(hào)強(qiáng)度，并將其以數(shù)值形式反饋給控制系統(tǒng)，確定當(dāng)前位置的信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果；

6、當(dāng)檢測(cè)到信號(hào)中斷時(shí)，安防巡檢機(jī)器人啟動(dòng)自主尋路機(jī)制，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果，確定信號(hào)相對(duì)較強(qiáng)的區(qū)域和方向，根據(jù)定位系統(tǒng)找到安防巡檢機(jī)器人在巡檢區(qū)域地圖內(nèi)的位置，規(guī)劃出前往信號(hào)較強(qiáng)區(qū)域的路徑，信號(hào)成功連接后，根據(jù)安防巡檢機(jī)器人當(dāng)前位置重新生成巡檢路線；

7、然后根據(jù)巡檢數(shù)據(jù)生成巡檢報(bào)告。

8、優(yōu)選地，當(dāng)檢測(cè)到信號(hào)中斷時(shí)，啟動(dòng)定位系統(tǒng)，定位系統(tǒng)包括激光雷達(dá)，激光雷達(dá)不斷掃描周?chē)h(huán)境，創(chuàng)建三維點(diǎn)云圖，識(shí)別周?chē)矬w和地形特征，通過(guò)激光雷達(dá)得到定位系統(tǒng)的定位結(jié)果，確定安防巡檢機(jī)器人在巡檢區(qū)域地圖內(nèi)的位置。

9、優(yōu)選地，通過(guò)激光雷達(dá)得到安防巡檢機(jī)器人在巡檢區(qū)域地圖內(nèi)的位置，如下：

10、設(shè)巡檢區(qū)域地圖中某一已知參考點(diǎn)的坐標(biāo)為(x0，y0，z0)，平移向量為t，t＝(tx，ty，tz)，分別表示在x、y、z三個(gè)方向上的平移量，那么安防巡檢機(jī)器人在巡檢區(qū)域地圖中的位置表示為(x0+tx，y0+ty，z0+tz)；

11、激光雷達(dá)掃描周?chē)h(huán)境得到特征點(diǎn)坐標(biāo)集合p；

12、p＝{p1(x1，y1，z1)，p2(x2，y2，z2)，…,pn(xn，yn，zn)}；

13、每個(gè)點(diǎn)都有對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值，pi表示第i個(gè)點(diǎn)，i＝1,2,...,n，(xi,yi,zi)分別表示該點(diǎn)在三維空間中的橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)和豎坐標(biāo)；

14、預(yù)先存儲(chǔ)的巡檢區(qū)域地圖中的已知特征點(diǎn)集合為q；

15、q＝{q1(x1，y1，z1)，q2(x2，y2，z2)，...，qm(xm，ym，zm)},qj表示第j個(gè)點(diǎn),j＝1,2,...,m；

16、將p與q使用迭代最近點(diǎn)(icp)算法進(jìn)行匹配，得到平移向量t；

17、icp算法的目標(biāo)是最小化兩個(gè)點(diǎn)集之間的距離，定義目標(biāo)函數(shù)e：

18、

19、n為激光雷達(dá)掃描得到的點(diǎn)的總數(shù)，即點(diǎn)集p中的元素個(gè)數(shù)；

20、m為巡檢區(qū)域地圖中的已知特征點(diǎn)的總數(shù)，即點(diǎn)集q中的元素個(gè)數(shù)；

21、i＝1表示對(duì)激光雷達(dá)掃描得到的點(diǎn)集p進(jìn)行遍歷的起始索引，i是一個(gè)變量,從1開(kāi)始逐步增加到n,i＝1表示通過(guò)讓i從1開(kāi)始變化，依次取到點(diǎn)集p中的每一個(gè)點(diǎn)；

22、j＝1表示對(duì)巡檢區(qū)域地圖中的已知特征點(diǎn)集q進(jìn)行遍歷的起始索引,j是一個(gè)變量,從1開(kāi)始逐步增加到m,j＝1表示通過(guò)讓j從1開(kāi)始變化，依次取到點(diǎn)集q中的每一個(gè)點(diǎn)；

23、||pi-rqj-t||表示點(diǎn)pi經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)和平移后與點(diǎn)qj之間的距離，使用歐幾里得距離公式計(jì)算，即

24、

25、目標(biāo)函數(shù)e表示激光雷達(dá)掃描點(diǎn)與地圖特征點(diǎn)之間的距離之和的平方，用于在迭代最近點(diǎn)(icp)算法中衡量匹配的好壞程度。

26、其中r是旋轉(zhuǎn)矩陣，用于描述激光雷達(dá)坐標(biāo)系與巡檢區(qū)域地圖坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)關(guān)系，t是平移向量，用于描述激光雷達(dá)坐標(biāo)系與巡檢區(qū)域地圖坐標(biāo)系之間的平移關(guān)系，通過(guò)不斷迭代調(diào)整r和t，使得目標(biāo)函數(shù)e最小化，當(dāng)目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最小值時(shí)，此時(shí)的平移向量t即為激光雷達(dá)相對(duì)于巡檢區(qū)域地圖的位置偏移量。

27、通過(guò)以上算法，確定安防巡檢機(jī)器人在巡檢區(qū)域地圖內(nèi)的位置。

28、優(yōu)選地，巡檢區(qū)域地圖包含地形信息、障礙物信息、通道信息、信號(hào)強(qiáng)度分布信息、設(shè)施和設(shè)備位置信息。

29、優(yōu)選地，安防巡檢機(jī)器人使用無(wú)線信號(hào)檢測(cè)軟件將無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度以數(shù)值形式反饋，無(wú)線信號(hào)檢測(cè)軟件為inssider或netspot。

30、優(yōu)選地，安防巡檢機(jī)器人采用wi-fi、藍(lán)牙、4g/5g相結(jié)合的通信方式，在一種通信方式出現(xiàn)信號(hào)中斷時(shí)自動(dòng)切換到其他方式，(例如wi-fi通信方式出現(xiàn)信號(hào)中斷時(shí)自動(dòng)切換到藍(lán)牙或4g/5g的通信方式)當(dāng)wi-fi、藍(lán)牙、4g/5g的通信方式均出現(xiàn)信號(hào)中斷時(shí)，啟動(dòng)自主尋路機(jī)制。

31、優(yōu)選地，安防巡檢機(jī)器人當(dāng)wi-fi、藍(lán)牙、4g/5g的通信方式均出現(xiàn)信號(hào)中斷時(shí)，首先與附近的其他安防巡檢機(jī)器人協(xié)作，向其他安防巡檢機(jī)器人請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，恢復(fù)通信，若其他安防巡檢機(jī)器人無(wú)響應(yīng)，則啟動(dòng)自主尋路機(jī)制。

32、優(yōu)選地，安防巡檢機(jī)器人上安裝有信號(hào)放大器。

33、優(yōu)選地，對(duì)巡檢數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮處理，減少數(shù)據(jù)量，降低傳輸時(shí)間延遲。

34、優(yōu)選地，當(dāng)信號(hào)中斷時(shí)，安防巡檢機(jī)器人將采集到的巡檢數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地緩存中，信號(hào)成功連接后再進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

35、一種安防巡檢機(jī)器人的巡檢系統(tǒng)，包括信息采集端和控制系統(tǒng)；

36、信息采集端包括：

37、數(shù)據(jù)采集模塊：用于進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，安防巡檢機(jī)器人通過(guò)攝像頭進(jìn)行圖像采集，通過(guò)傳感器進(jìn)行環(huán)境數(shù)據(jù)和設(shè)備數(shù)據(jù)采集；

38、信號(hào)接收模塊：包括多個(gè)信號(hào)接收傳感器，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)安防巡檢機(jī)器人周?chē)煌较虻臒o(wú)線信號(hào)強(qiáng)度，并將檢測(cè)到的信號(hào)強(qiáng)度以數(shù)字信號(hào)形式反饋給控制系統(tǒng)。

39、定位系統(tǒng)：包括激光雷達(dá)，激光雷達(dá)不斷掃描周?chē)h(huán)境，創(chuàng)建三維點(diǎn)云圖，識(shí)別周?chē)矬w和地形特征，通過(guò)激光雷達(dá)的定位結(jié)果，確定安防巡檢機(jī)器人在巡檢區(qū)域地圖內(nèi)的位置。

40、通信模塊：包括wi-fi通信單元、藍(lán)牙通信單元和4g/5g通信單元，在其中一種通信單元出現(xiàn)信號(hào)中斷時(shí)自動(dòng)切換到其他通信單元，通信模塊用于將信息采集端的信息傳輸給控制系統(tǒng)；

41、協(xié)作通信模塊：當(dāng)wi-fi單元、藍(lán)牙單元、4g/5g通信單元的通信方式均出現(xiàn)信號(hào)中斷時(shí)，啟動(dòng)該模塊；

42、安防巡檢機(jī)器人會(huì)主動(dòng)向附近的其他安防巡檢機(jī)器人發(fā)送協(xié)作請(qǐng)求信號(hào)；

43、若其他安防巡檢機(jī)器人接收到請(qǐng)求并做出響應(yīng)，雙方會(huì)建立臨時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸通道，將中斷的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和傳輸，恢復(fù)與控制系統(tǒng)的通信；

44、若其他安防巡檢機(jī)器人無(wú)響應(yīng)，安防巡檢機(jī)器人則會(huì)啟動(dòng)自主尋路機(jī)制，尋找信號(hào)較強(qiáng)的區(qū)域，以確保巡檢任務(wù)能夠繼續(xù)進(jìn)行下去；

45、自主尋路機(jī)制模塊：當(dāng)信號(hào)中斷，其他巡檢機(jī)器人無(wú)響應(yīng)時(shí)，啟動(dòng)該模塊；用于根據(jù)信號(hào)接收模塊的信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果，確定信號(hào)相對(duì)較強(qiáng)的區(qū)域和方向，根據(jù)定位系統(tǒng)找到安防巡檢機(jī)器人在巡檢區(qū)域地圖內(nèi)的位置，規(guī)劃出前往信號(hào)較強(qiáng)區(qū)域的路徑；

46、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊：在信號(hào)中斷，其他巡檢機(jī)器人無(wú)響應(yīng)時(shí)，將數(shù)據(jù)采集模塊采集到的巡檢數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地緩存中，確保數(shù)據(jù)不會(huì)丟失；當(dāng)信號(hào)成功連接后，再將本地緩存中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)，為后續(xù)生成巡檢報(bào)告提供完整的數(shù)據(jù)來(lái)源；

47、控制系統(tǒng)：用于接收通信模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并存儲(chǔ)；

48、用于接收加載的巡檢區(qū)域地圖，并根據(jù)巡檢需求，制定巡檢路線；

49、用于實(shí)時(shí)接收信號(hào)接收模塊信號(hào)接收傳感器反饋的無(wú)線信號(hào)強(qiáng)度數(shù)值；

50、當(dāng)信號(hào)成功連接后，控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)機(jī)器人的當(dāng)前位置重新生成新的巡檢路線，確保機(jī)器人能夠繼續(xù)完整地完成巡檢任務(wù)。

51、一種終端，包括處理器及存儲(chǔ)介質(zhì)；存儲(chǔ)介質(zhì)用于存儲(chǔ)指令；

52、處理器用于根據(jù)指令進(jìn)行操作以執(zhí)行上述的安防巡檢機(jī)器人的巡檢方法的步驟。

53、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的安防巡檢機(jī)器人的巡檢方法的步驟。

54、本發(fā)明中，所提出的安防巡檢機(jī)器人的巡檢方法，具有如下有益的技術(shù)效果：

55、1.本技術(shù)的安防巡檢機(jī)器人在信號(hào)中斷時(shí)，當(dāng)檢測(cè)到信號(hào)中斷時(shí)，機(jī)器人啟動(dòng)自主尋路機(jī)制，能夠根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果確定信號(hào)相對(duì)較強(qiáng)的區(qū)域和方向，并結(jié)合定位系統(tǒng)迅速找到自身在巡檢區(qū)域地圖內(nèi)的位置，規(guī)劃出前往信號(hào)較強(qiáng)區(qū)域的路徑。一旦信號(hào)成功連接，可根據(jù)當(dāng)前位置重新生成巡檢路線，繼續(xù)執(zhí)行巡檢任務(wù)，有效縮短了“失聯(lián)”時(shí)間，最大程度地保障了巡檢的連續(xù)性，極大地減少了因信號(hào)中斷而導(dǎo)致的巡檢效率降低問(wèn)題。

56、2.在信號(hào)中斷時(shí)，安防巡檢機(jī)器人將采集到的巡檢數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地緩存中，待信號(hào)成功連接后再進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。這樣可以確保即使在通信中斷的情況下，采集到的數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失，保證了巡檢數(shù)據(jù)的安全與完整性。

57、3.本技術(shù)的安防巡檢機(jī)器人采用wi-fi、藍(lán)牙、4g/5g相結(jié)合的通信方式，當(dāng)一種通信方式出現(xiàn)信號(hào)中斷時(shí)，能夠自動(dòng)切換到其他方式。這種多通信方式的結(jié)合大大增強(qiáng)了通信的穩(wěn)定性和適應(yīng)性，降低了因單一通信方式故障而導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間通信中斷的風(fēng)險(xiǎn)。并且，當(dāng)所有通信方式均出現(xiàn)信號(hào)中斷時(shí)，還可與附近的其他安防巡檢機(jī)器人協(xié)作請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提高了在復(fù)雜環(huán)境下恢復(fù)通信的可能性。

58、本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。