申请/专利权人：福建(泉州)哈工大工程技术研究院

申请日：2018-03-24

公开（公告）日：2023-12-19

公开（公告）号：CN108262753B

主分类号：B25J11/00

分类号：B25J11/00;B25J19/00;H02K7/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.12.19#授权;2018.08.03#实质审查的生效;2018.07.10#公开

摘要：用于看守所和监狱的双轨式自移动监控机器人，包括移动机器人本体、对置槽型轨道以及动力机构，对置槽型轨道通过轨道支架安装在看守所或监狱的墙体上，移动机器人本体前后两侧分别通过轴承座安装有驱动轮，该移动机器人本体上还安装有摄像头及猎人捕捉器，动力机构、摄像头及猎人捕捉器分别与控制中心的后台服务器通信连接。本发明通过移动机器人本体对可疑人员进行跟踪，可在第一时间向控制中心发送警报信息并提供现场的近景画面，使值班人员能够在第一时间对现场情况作出准确判断和决策；移动机器人本体上配备猎人捕捉器，在关键时刻对可疑人员进行抓捕，同时起到震慑作用。

主权项：1.用于看守所和监狱的双轨式自移动监控机器人，其特征在于：包括用于对现场进行人员检测和跟踪的移动机器人本体、为移动机器人本体提供支撑和导向的对置槽型轨道以及驱动移动机器人本体在对置槽型轨道上移动的动力机构，所述对置槽型轨道通过轨道支架安装在看守所或监狱的墙体上，所述动力机构包括一个伺服电机、一个主动同步带轮、一个同步带、两个从动同步带轮以及一个滑触线，所述伺服电机的输出轴连接所述主动同步带轮，所述主动同步带轮通过同步带连接两个所述从动同步带轮，每个从动同步带轮分别与驱动轮同轴连接，所述滑触线通过滑触线支架安装在墙体上，且与所述对置槽型轨道保持平行；所述移动机器人本体上对称设有一对摆臂，每个摆臂的下端均通过一转轴可转动固定在移动机器人本体上，每个摆臂的上端各安装有一对压在对置槽型轨道下表面的纵向张紧轮，两个摆臂的中段位置分别安装有左旋拉杆和右旋拉杆，所述左旋拉杆和右旋拉杆通过两端分别带有左旋螺纹和右旋螺纹的纵向张紧螺母连接拉紧；所述移动机器人本体前后两侧分别通过轴承座安装有驱动轮，该移动机器人本体上还安装有摄像头及猎人捕捉器，所述猎人捕捉器通过网枪压板固定在移动机器人本体上，该猎人捕捉器配备有网弹；所述动力机构、摄像头及猎人捕捉器分别与控制中心的后台服务器通信连接。

全文数据：用于看守所和监狱的双轨式自移动监控机器人及监测方法技术领域[0001]本发明涉及一种自移动机器人，更具体地说是指一种用于看守所和监狱的双轨式自移动监控机器人及监测方法。背景技术[0002]看守所和监狱内羁押有大量的刑事案件犯罪分子，这些人员一旦在服刑期间外逃将会对社会和谐安定，民众的生命财产安全造成极大的危害。目前，看守所和监狱内主要是通过固定式安装的摄像头对重点区域进行实时监控，同时配以一定的人工巡逻检查，这种方法投入了大量的人力和物力却仍然经常出现角度不合适、视野有盲区等问题，同时巡逻人员工作强度大，巡逻时间有规律、频次低等问题容易造成不法分子的有机可乘。随着布防区域的增大，所需要的摄像头和人员执勤强度快速增加。[0003]对于监狱等需要严密防控的大范围场所，大多现有的监控系统采用多个固定式安装摄像头。这种方式对于远距离处的观察具有一定的局限性并且观察角度受到很大的限制，大量的摄像头和监控画面会使单个监控画面变得很小，大大限制了画面的可读性，容易引起安防人员的视觉疲劳，造成安全隐患。监狱内部及周边的巡逻需要消耗大量的人力并且在夜晚及恶劣天气条件下人员劳动强度较大。发明内容[0004]本发明针对固定式安装的摄像头监控系统存在的摄取图像不合理问题，人员及设备配置多等问题，提出一种用于看守所和监狱的双轨式自移动监控机器人及监测方法。[0005]本发明采用如下技术方案：用于看守所和监狱的双轨式自移动监控机器人，包括用于对现场进行人员检测和跟踪的移动机器人本体、为移动机器人本体提供支撑和导向的对置槽型轨道以及驱动移动机器人本体在对置槽型轨道上移动的动力机构，所述对置槽型轨道通过轨道支架安装在看守所或监狱的墙体上，所述移动机器人本体前后两侧分别通过轴承座安装有驱动轮，该移动机器人本体上还安装有摄像头及猎人捕捉器，所述动力机构、摄像头及猎人捕捉器分别与后台服务器通信连接。[0006]进一步地，所述对置槽型轨道上表面设有轨道连接板，所述轨道支架下表面设有支架连接板，所述轨道连接板和支架连接板通过螺栓、螺母对应连接。[0007]具体地，所述动力机构包括一个伺服电机、一个主动同步带轮、一个同步带、两个从动同步带轮以及一个滑触线，所述伺服电机输出轴连接所述主动同步带轮，所述主动同步带轮通过同步带连接两个所述从动同步带轮，每个从动同步带轮分别与所述驱动轮同轴连接，所述滑触线通过滑触线支架安装在墙体上，且与所述对置槽型轨道保持平行。[0008]进一步地，所述滑触线轴向两侧的墙体上分别安装有一个滑触线张紧支架，每个滑触线张紧支架与其相应的滑触线轴向端头之间连接有一个滑触线张紧机构。[0009]进一步地，所述移动机器人本体的前后两侧分别通过限位轮安装座安装有侧向限位轮，前后两侧的所述侧向限位轮分别与所述对置槽型轨道两侧的外侧壁接触。[0010]进一步地，所述移动机器人本体上对称设有一对摆臂，每个摆臂的下端均通过一转轴可转动固定在移动机器人本体上，每个摆臂的上端各安装有一对压在对置槽型轨道下表面的纵向张紧轮，两个摆臂的中段位置分别安装有左旋拉杆和右旋拉杆，所述左旋拉杆和右旋拉杆通过两端分别带有左旋螺纹和右旋螺纹的纵向张紧螺母连接拉紧。[0011]进一步地，所述猎人捕捉器通过网枪压板固定在移动机器人本体上，该猎人捕捉器配备有网弹。[0012]进一步地，所述移动机器人本体上还安装有报警指示灯和报警扬声器。[0013]上述用于看守所和监狱的双轨式自移动监控机器人的监控方法，包括如下步骤：1、动力机构驱动移动机器人本体在对置槽型轨道上移动，同时摄像头开启对现场进行人员进行拍摄图像并传输给后台服务器；2、后台服务器利用视觉检测算法对摄像头拍摄的图像进行提取分析，当分析到可疑人员出现在防控区域内时，移动机器人本体发出语音警告，且后台服务器根据该人员的位置信息控制移动机器人本体运动，以对可疑人员进行实时跟踪；3当后台服务器检测到可疑人员出现在禁止区域或者有越狱倾向时，控制移动机器人本体对可疑人员进行紧密跟随并控制猎人捕捉器对其进行瞄准，移动机器人本体和可疑人员的相对位置及速度满足一定条件的时候发送射击指令，使猎人捕捉器内预先装好的抓捕网高速抛射出来对其进行抓捕。[0014]所述猎人捕捉器瞄准的具体位置设定可疑人员在摄像头所摄图像中的期望坐标，当摄像头检测到可疑人员时，将可疑人员的期望坐标与其当前实际坐标作差作为伺服电机PID控制的输入，通过不断更新图像中可疑人员的实际坐标引导移动机器人本体不断向可疑人员移动，使其在图像中不断向期望坐标位置移动从而实现对可疑人员的实时跟踪。[0015]由上述对本发明结构的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明在监狱或看守所周围的高墙上方安装对置槽型轨道，移动机器人本体可以代替巡防人员，在后台服务器控制下沿对置槽型轨道进行巡逻检查，可以达到很高的移动速度，具有较高的机动性；同时也可以在控制中心工作人员的远程遥控下运动到目标位置，并将现场视频实时回传到控制中心，如此可以省去巡防人员的巡逻工作，使控制中心随时都能近距离观察到所关心位置的具体情况，提高了监控系统的可靠性。通过移动机器人本体对可疑人员进行跟踪，对其造成强大的心理压迫，打乱其原有的逃跑计划，有效的阻止了可疑人员的越狱外逃行为，为武警官兵的现场处置争取了更多的时间；本发明可在第一时间向控制中心发送警报信息并提供现场的近景画面，使值班人员能够在第一时间对现场情况作出准确判断和决策;本发明还配备了强有力的执行机构一猎人捕捉器，在关键时刻对可疑人员进行抓捕，同时也起到了很好的震慑作用。附图说明[0016]图1为本发明的结构示意图。[0017]图2为本发明的主视图。[0018]图3为本发明的左视图。具体实施方式[0019]下面参照附图说明本发明的具体实施方式。为了全面理解本发明，下面描述到许多细节，但对于本领域技术人员来说，无需这些细节也可实现本发明。[0020]用于看守所和监狱的双轨式自移动监控机器人，参照图1，包括用于对现场进行人员检测和跟踪的移动机器人本体10、为移动机器人本体提供支撑和导向的对置槽型轨道20以及驱动移动机器人本体10在对置槽型轨道20上移动的动力机构。[0021]参照图1和图2,对置槽型轨道20通过轨道支架21安装在看守所或监狱的墙体1上，对置槽型轨道20上表面设有轨道连接板201，轨道支架21下表面设有支架连接板211，轨道连接板201和支架连接板211通过螺栓、螺母对应连接。对置槽型轨道20和轨道支架21之间可以通过轨道连接板201和支架连接板211进行调整，确保对置槽型轨道20具有良好的平顺性。[0022]参照图1至图3,上述移动机器人本体10上安装有摄像头11及猎人捕捉器12,猎人捕捉器12通过网枪压板121固定在移动机器人10本体上，该猎人捕捉器12配备有网弹122。当后台服务器通过摄像头11检测到可疑人员出现在禁止区域或者有越狱倾向时，会控制移动机器人本体10对可疑人员进行紧密跟随并控制猎人捕捉器12对其进行瞄准，当移动机器人本体10和可疑人员相对位置和速度满足一定条件的时候发送射击指令将网弹122内预先装好的抓捕网高速抛射出来对其进行抓捕，从而有效的制止可能出现的越狱情况，将事件控制在发展阶段。该移动机器人本体10上还安装有报警指示灯13和报警扬声器14,当后台服务器通过摄像头11拍摄的图像中检测到可疑人员出现在防控区域内时，报警指示灯13和报警扬声器14分别会进行闪烁和播报语音警告。[0023]参照图2和图3,上述移动机器人本体10前后两侧分别通过轴承座151安装有驱动轮15。上述动力机构包括一个伺服电机31、一个主动同步带轮32、一个同步带33、两个从动同步带轮34以及一个滑触线35,所述伺服电机31输出轴连接主动同步带轮32,主动同步带轮32通过同步带33连接两个从动同步带轮34,每个从动同步带轮34分别与驱动轮15同轴连接，两个从动同步带轮34之间还设有一个张紧轮341，防止皮带因长时间运行发生松弛而影响从动同步带轮34的转动。后台服务器根据人员的位置信息控制伺服电机31转动，并通过主动同步带轮32、同步带33和从动同步带轮34带动驱动轮转动，驱动移动机器人本体10在对置槽型轨道20上运动。[0024]参照图1，上述滑触线35通过滑触线支架351安装在墙体1上，且与对置槽型轨道20保持平行。滑触线35轴向两侧的墙体上分别安装有一个滑触线张紧支架361，每个滑触线张紧支架351与其相应的滑触线35轴向端头之间连接有一个滑触线张紧机构36,滑触线张紧机构36可使滑触线35具有良好的平顺性。[0025]参照图1和图3,上述移动机器人本体10的前后两侧分别通过限位轮安装座161安装有侧向限位轮16,当移动机器人本体10沿对置槽型轨道20进行快速运动的时候，通过侧向限位轮16与对置槽型轨道20外侧的接触和滚动对移动机器人本体10进行导向，使其始终沿着对置槽型轨道20进行运动，避免移动机器人本体10在对置槽型轨道20内发生偏摆，导致驱动轮15与对置槽型轨道20内侧发生摩擦和碰撞，影响移动机器人本体10运动的平顺性。[0026]参照图2,上述移动机器人本体10上对称设有一对摆臂17,每个摆臂17的下端均通过一转轴171可转动固定在移动机器人本体10上，每个摆臂17的上端各安装有一对压在对置槽型轨道20下表面的纵向张紧轮18，两个摆臂17的中段位置分别安装有左旋拉杆172和右旋拉杆173,左旋拉杆172和右旋拉杆173通过两端分别带有左旋螺纹和右旋螺纹的纵向张紧螺母W4连接拉紧。通过纵向张紧螺母174的拉紧作用，可加大纵向张紧轮18和对置槽型轨道20下表面的正压力，同时也会有效的增大驱动轮丨5和对置槽型轨道2〇之间的正压力，使移动机器人本体10沿对置槽型轨道20进行加减速运动的时候具有更大的最大静摩擦力，避免打滑现象的出现，有效的提升了移动机器人本体的机动性。[0027]参照图1至图3,上述用于看守所和监狱的双轨式自移动监控机器人的监控方法，包括如下步骤：1、动力机构驱动移动机器人本体10在对置槽型轨道2〇上移动，同时摄像头n开启对现场进行人员进行拍摄图像并传输给后台服务器；2、后台服务器利用视觉检测算法对摄像头11拍摄的图像进行提取分析，当分析到可疑人员出现在防控区域内时，报警指示灯13和报警扬声器14分别进行闪烁和播报语音警告，且后台服务器根据该人员的位置信息控制移动机器人本体10运动，以对可疑人员进行实时跟踪；3当后台服务器检测到可疑人员出现在禁止区域或者有越狱倾向时，控制移动机器人本体10对可疑人员进行紧密跟随并控制猎人捕捉器12对其进行瞄准，移动机器人本体10和可疑人员的相对位置及速度满足一定条件的时候发送射击指令，使猎人捕捉器12内预先装好的抓捕网高速抛射出来对其进行抓捕。[0028]上述猎人捕捉器12瞄准的具体位置设定可疑人员在摄像头11所摄图像中的期望坐标，当摄像头11检测到可疑人员时，将可疑人员的期望坐标与其当前实际坐标作差作为伺服电机31PID控制的输入，通过不断更新图像中可疑人员的实际坐标引导移动机器人本体10不断向可疑人员移动，使其在图像中不断向期望坐标位置移动从而实现对可疑人员的实时跟踪。[0029]上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

权利要求：1.用于看守所和监狱的双轨式自移动监控机器人，其特征在于:包括用于对现场进行人员检测和跟踪的移动机器人本体、为移动机器人本体提供支撑和导向的对置槽型轨道以及驱动移动机器人本体在对置槽型轨道上移动的动力机构，所述对置槽型轨道通过轨道支架安装在看守所或监狱的墙体上，所述移动机器人本体前后两侧分别通过轴承座安装有驱动轮，该移动机器人本体上还安装有摄像头及猎人捕捉器，所述动力机构、摄像头及猎人捕捉器分别与控制中心的后台服务器通信连接。2.如权利要求1所述的用于看守所和监狱的双轨式自移动监控机器人，其特征在于:所述对置槽型轨道上表面设有轨道连接板，所述轨道支架下表面设有支架连接板，所述轨道连接板和支架连接板通过螺栓、螺母对应连接。3.如权利要求1所述的用于看守所和监狱的双轨式自移动监控机器人，其特征在于:所述动力机构包括一个伺服电机、一个主动同步带轮、一个同步带、两个从动同步带轮以及一个滑触线，所述伺服电机输出轴连接所述主动同步带轮，所述主动同步带轮通过同步带连接两个所述从动同步带轮，每个从动同步带轮分别与所述驱动轮同轴连接，所述滑触线通过滑触线支架安装在墙体上，且与所述对置槽型轨道保持平行。4.如权利要求3所述的用于看守所和监狱的双轨式自移动监控机器人，其特征在于:所述滑触线轴向两侧的墙体上分别安装有一个滑触线张紧支架，每个滑触线张紧支架与其相应的滑触线轴向端头之间连接有一个滑触线张紧机构。5.如权利要求1所述的用于看守所和监狱的双轨式自移动监控机器人，其特征在于:所述移动机器人本体的前后两侧分别通过限位轮安装座安装有侧向限位轮，前后两侧的所述侧向限位轮分别与所述对置槽型轨道两侧的外侧壁接触。6.如权利要求1所述的用于看守所和监狱的双轨式自移动监控机器人，其特征在于:所述移动机器人本体上对称设有一对摆臂，每个摆臂的下端均通过一转轴可转动固定在移动机器人本体上，每个摆臂的上端各安装有一对压在对置槽型轨道下表面的纵向张紧轮，两个摆臂的中段位置分别安装有左旋拉杆和右旋拉杆，所述左旋拉杆和右旋拉杆通过两端分别带有左旋螺纹和右旋螺纹的纵向张紧螺母连接拉紧。7.如权利要求1所述的用于看守所和监狱的双轨式自移动监控机器人，其特征在于:所述猎人捕捉器通过网枪压板固定在移动机器人本体上，该猎人捕捉器配备有网弹。8.如权利要求1所述的用于看守所和监狱的双轨式自移动监控机器人，其特征在于:所述移动机器人本体上还安装有报警指示灯和报警扬声器。9.如权利要求1-8任一所述用于看守所和监狱的双轨式自移动监控机器人的监控方法，其特征在于，包括如下步骤：1、动力机构驱动移动机器人本体在对置槽型轨道上移动，同时摄像头开启对现场进斗丁人员进彳丁拍摄图像并传输给后台服务器；2、后台服务器利用视觉检测算法对摄像头拍摄的图像进行提取分析，当分析到可疑人员出现在防控区域内时，移动机器人本体发出语音警告，且后台服务器根据该人员的位置信息控制移动机器人本体运动，以对可疑人员进行实时跟踪；3当后台服务器检测到可疑人员出现在禁止区域或者有越狱倾向时，控制移动机器人本体对可疑人员进行紧密跟随并控制猎人捕捉器对其进行瞄准，移动机器人本体和可疑人员的相对位置及速度满足一定条件的时候发送射击指令，使猎人捕捉器内预先装好的抓捕网高速抛射出来对其进行抓捕。+10.如权利要求9所述的一种用于看守所和监狱的双轨式自移动监控机器人的监控方法，其特征在于:所述猎人捕捉器瞄准的具体位置设定可疑人员在摄像头所摄图像中的期望坐标，当摄像头检测到可疑人员时，将可疑人员的期望坐标与其当前实际坐标作差作为伺服电机PID控制的输入，通过不断更新图像中可疑人员的实际坐标引导移动机器人本体不断向可疑人员移动，使其在图像中不断向期望坐标位置移动从而实现对可疑人员的实时跟踪。

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