[发明专利]一种具有远程预警功能的机器人行走监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于农业机器人的远程监控系统，尤其涉及一种具有远程预警功能的机器人行走监控系统，属于监控领域。

背景技术

农业机器人是一种兼具人类四肢行动、部分信息感知和可重复编程功能的柔性自动化或半自动化设备，它在农业生产环境中替代人工完成各种农业生产工序，在提高农业生产力，改变农业生产模式，解决劳动力不足和改善农业生产环境等方面显示出极大的优越性。目前实现农业机器人行走主要有以下几种方案：第一类是依靠机器人自主控制技术，缺点是单纯依靠自主控制技术实现导航存在安全隐患；第二类是依靠机器人自主控制技术，兼有工作人员现场监控，缺点是当遇到恶劣的工作环境时，工作人员健康将受到影响且现场监控工作效率低下；第三类是通过作业现场的计算机对机器人进行有线控制，缺点是距离受到限制或费用昂贵；第四类是远程实时监控系统，缺点是工作人员时刻监视而不便实施其他操作。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种具有远程预警功能的机器人行走监控系统，该监控系统作用在自主行走的机器人上，采用机器视觉与多传感器融合技术，不仅完善机器人自主控制与人工监控的协调性，而且提高该机器人的安全性、实用性和工作效率。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案实现：一种具有远程预警功能的机器人行走监控系统，其根据安装位置不同而分为室内子系统和室外子系统。

其中，室外子系统安装于农田信息采集机器人上，包括摄像头、视频解码器、DSP图像处理装置、视频编码器、无线图像信号发射装置、14路红外测距传感器、传感信号处理装置、开关装置、无线报警(指示)信号发射装置、无线命令信号接收装置、机器人控制器、驱动执行机构；室内子系统置于监控室内，包括无线图像信号接收装置、PC机、麦克风、蓝牙发射装置、蓝牙接收装置、无线命令信号发射装置、无线报警(指示)信号接收装置、报警装置(带扬声器)。

在室外子系统中，摄像头经视频解码器与DSP图像处理装置相连接，DSP图像处理装置经视频编码器与无线图像信号发射装置相连接，DSP图像处理装置、14路红外测距传感器、无线报警(指示)信号发射装置、开关装置分别与传感信号处理装置相连接，无线命令信号接收装置、机器人控制器、驱动执行机构顺序连接。

其中，传感信号处理装置包括单片机I和单片机II，单片机I接收和处理14路红外测距传感器感测到的环境信息并根据处理的结果来判断是否产生报警信号，单片机II则根据DSP图像处理装置传来的图像处理结果来判断是否产生报警信号；开关装置用于通断机器人自主控制系统的总电源；14路红外测距传感器分别安装于机器人的四周，用于感测机器人四周的各种障碍。

在室内子系统中麦克风与蓝牙发射装置相连接；蓝牙接收装置通过USB接口与PC机相连接，PC机分别通过USB接口、RS232串口与无线图像信号接收装置、无线命令信号发射装置相连接；无线报警(指示)信号接收装置与报警装置(带扬声器)相连接，报警装置(带扬声器)通过RS232串口与PC机相连接。

一种具有远程预警功能的机器人行走监控系统的预警方法如下：

a)机器人自主行走时，14路红外测距传感器感测机器人周围的障碍信息并将其传送到传感信号处理装置中的单片机I；

b)单片机I将接收到的障碍信息进行相应的处理来获得距离参数，再将距离参数与事先设定的距离门槛值进行比较，若距离参数全部大于或等于所述的距离门槛值则进入b)，否则，单片机I先通过发出断电信号控制开关装置切断自主控制系统的总电源，同时产生报警信号，并将其送到无线报警(指示)信号发射装置，随后进入f)；

c)机器人自主行走同时，摄像机采集机器人前方的图像经视频解码器传至DSP图像处理装置；

d)DSP图像处理装置对一帧图像进行数字化处理来获得偏差参数并将其送到传感信号处理装置中的单片机II，单片机II将偏差参数与事先设定的偏差门槛值比较，若偏差参数小于或等于所述的偏差门槛值，则单片机II进行计时器清零并进入d)，否则进入e)；

e)单片机II计时，并将累计的时间与事先规定的约束时间比较，若累计的时间大于或等于约束时间，则单片机II先通过发出断电信号控制开关装置切断自主控制系统的总电源，同时产生报警信号，并将其送到无线报警(指示)信号发射装置，随后进入f)，否则进入d)；