[发明专利]一种基于空间点云识别的巡防智能机器人及其警务系统

权利要求书

1.一种基于空间点云监控识别的巡防智能机器人，其特征在于，包括：

图像采集模块，用于采集当前空间范围内的物体的图像；

激光收发模块，用于向所述当前空间发射密集激光信号，并接收所述当前空间内的物体反射的激光信号，生成空间点云；

数据处理模块，用于根据所述空间点云确定当前空间范围内的物体的轮廓和坐标，以及根据物体的轮廓和坐标实时识别目标物体，确定目标物体的实时坐标信息；

通信模块，用于与后台服务器通信连接，将所述图像和所述物体的轮廓和坐标发送至所述后台服务器，并接收用户通过所述后台服务器发送的目标物体的坐标指示信息；

驱动模块，用于驱动所述巡防智能机器人进行移动；

中央控制模块，用于根据所述目标物体的实时坐标信息控制所述驱动模块驱动所述巡防智能机器人对所述目标物体进行跟踪监控；

所述激光收发模块，具体用于：

每隔预设时间间隔向所述当前空间发射一帧密集激光信号，并接收所述当前空间内的物体反射的激光信号，生成该帧密集激光信号对应的空间点云；

所述空间点云中包括多个点的坐标，所述的多个点为所述当前空间范围内的物体上的点；

所述数据处理模块，用于：

根据所述空间点云中的坐标识别出所述当前空间范围内的物体的面，并根据识别出的面确定当前空间范围内的物体的轮廓和坐标；

所述数据处理模块，具体用于：

对于所述空间点云中的点的坐标(x，y，z)，将坐标x分布在区间(x-a，x+a)的点、或者坐标y分布在区间(y-a，y+a)的点、或者坐标z分布在区间(z+a，z+a)内的点分别识别为同一面上的点，从而将空间点云的点分别归入所属的面，然后将具有相交或邻接关系的两个及以上的面所包围的空间区域识别为一个物体，并将该空间区域所在的坐标作为物体的坐标；

所述数据处理模块，还用于：

根据所述巡防智能机器人的自身移动向量，对实时获得的空间点云中识别的物体的坐标进行还原；

在对所述物体的坐标还原后，根据所述当前空间内的物体的坐标与所述目标物体的坐标指示信息，判断二者坐标之间的距离是否小于预设阈值，并将与所述目标物体的坐标指示信息之间的距离小于预设阈值的物体确认为所述目标物体，获取目标物体的实时坐标信息，

若所述物体的坐标与目标物体的坐标指示信息之间的距离小于预设阈值的物体有多个，则提取多个物体的外观特征，并根据提取的多个物体的外观特征和所述目标物体的外观特征从所述多个物体中确认所述目标物体，获取目标物体的实时坐标信息。

2.根据权利要求1所述的巡防智能机器人，其特征在于，所述数据处理模块，还用于：

对于所述多个物体中的非目标物体，根据所述非目标物体和所述目标物体的坐标之间的位置关系，确定所述非目标物体中的障碍物和背景物。

3.根据权利要求2所述的巡防智能机器人，其特征在于，所述中央控制模块还用于：

在所述数据处理模块确定所述非目标物体中的障碍物后，根据所述障碍物的坐标设定所述巡防智能机器人的绕行路径。

4.根据权利要求3所述的巡防智能机器人，其特征在于，所述中央控制模块具体用于：

对于静止障碍物，设定一个距离该障碍物距离为L1的绕行点，并将巡防智能机器人的行进方向设定为先经过绕行点，然后再向目标物体移动；

对于运动障碍物，设定一个在该障碍物运动方向相反方向上的距离为L2的绕行点，并将巡防智能机器人的行进方向设定为先经过绕行点，然后向目标物体移动，其中L2大于L1。

5.一种基于空间点云监控识别的巡防智能机器人的警务系统，其特征在于，包括如权利要求1至4任一项所述的巡防智能机器人，此外，还包括：

后台服务器，用于接收所述通信模块发送的所述图像和所述物体的轮廓和坐标，并将所述图像和所述物体的轮廓和坐标基于投影关系对应起来，并在用户指定目标物体后，将所述目标物体的坐标信息发送至所述通信模块；

显示模块，用于显示所述图像，并接收用户对所述图像中的目标物体的指定指令。

6.一种基于空间点云监控识别的巡防方法，其特征在于，包括：

巡防智能机器人获取当前空间范围内的物体的图像和空间点云，根据所述空间点云确定当前空间范围内的物体的轮廓和坐标，并将当前空间范围内的物体的图像和当前空间范围内的物体的轮廓和坐标发送至后台服务器，并根据物体的轮廓和坐标实时识别目标物体，确定目标物体的实时坐标信息；

后台服务器基于投影关系将所述图像和所述轮廓和坐标对应起来，并接收用户指定目标物体的指定指令，根据所述指定指令生成目标物体的坐标指示信息，并将所述坐标指示信息发送至所述巡防智能机器人；

所述巡防智能机器人根据自身的移动向量，对实时获得的空间点云中识别的物体的坐标进行还原，获取目标物体的实时坐标信息，并根据所述目标物体的实时坐标信息控制驱动模块驱动所述巡防智能机器人对所述目标物体进行跟踪监控。