随着生活水平的提高，我们关于个人生命和工业宁静越发重视，也对住宅、小区、和企业等园区的宁静防护提出了更高的要求 。与此同时，人工智能技术、物联网技术在安防系统的应用，让安防系统越发智能化和现代化 。而安保巡逻机械人正是人工智能在安防行业应用的结果，它可以通过自身感知与决策的能力和后台系统可视化的用户界面，泛起设防区域实时动态、设施状态等信息，强化态势感知，提前发明潜在威胁，资助安保人员做出更好的处理决策，并通过机械人联动实时对突发事件和应急事件作出反应，从而降低事件的可能性和危害 。如今，在社会生长需求和政策推动下，巡逻机械人是目今智能安防工业生长趋势的必须品 。
01 配景介绍
近年来，海内安防巡逻机械人的生长突飞猛进 。尤其是《中国制造2025 》、《机械人工业生长计划（2016-2020年)》和《国家新一代人工智能标准体系建设指南》等政策和指导文件的宣布，对巡逻机械人工业发挥着支撑和引领的作用，也增进巡逻机械人生态链的生长 。2021年公安部宣布《警用机械人系统通用技术要求》，为机械人在警用领域的技术指标及功效配置提供参考标准，技术要求文件以公安的业务类型将警用机械人分为侦察、排爆、攻击、巡逻、安保和效劳机械人六大类，其中巡逻机械人除了自主巡逻的基础功效外，对业务功效的界说包括视频收罗、音频收罗、人脸收罗、红外热成像、车牌识别、语音播报、语音对讲、情况探测和异常告警等功效，将无人驾驶、人工智能、图像与视频精准识别、大数据挖掘和智能预警等多种技术融入安防行业，为其生长注入强劲的动力 。
在如火如荼的安防巡逻机械人行业中，机械人技术也在飞速迭代，技术壁垒正在一步步突破，5G+机械人、融合导航技术、视觉识别技术、多系统信息融合技术和云平台信息交互技术的生长有效支撑巡逻机械人在安防领域的应用 。
02 巡逻机械人技术的生长
巡逻机械人系统一般由执行层、传输层、处理层和应用层组成，通过网络连接和精细化系统安排，实现机械人、效劳器和终端设备三者之间实时的数据交互，专业团队运维治理，与安防业务深度协同融合 。从执行层动态感知收罗的业务原始数据，通过传输层的无线网络包管原始数据正常上送随处理层的云边效劳平台进行数据碰撞剖析、归类和存储，最终形成应用层的终端泛起业务数据 。
1.巡逻机械人无线通信的迭代
无线通信是巡逻机械人系统中的要害，主要为终端设备、机械人与效劳器进程之间的通信提供效劳 。作为纽带连接着执行层、处理层和应用层，由有线通信网络和无线通信网络组成，传输层相当于人的神经中枢系统，卖力将执行层获取的信息，宁静可靠地传输到大脑处理，再凭据差别的应用需求进行信息泛起 。无线通信网络是实现巡逻机械人与效劳器之间通信的载体，可分为自组网络和运营商网络，为包管机械人实时数据传输的可靠性和实时性，可凭据差别的应用场景和应用需求选择最优的无线组网计划 。自组网络是由一组带有无线收发装置的机械人可移动节点和一组带有无线收发装置的效劳器牢固节点所组成的一个可多跳自治的局域网络系统，它不依赖于网络运营商预设的网络设施，具有可迅速组网、网络质量稳定的特点，且一次性铺设，可是自组网的笼罩面积有限、铺设本钱高，不适用与大规模的机械人应用 。而以往的接纳的运营商4G网络无需自己架设基站，可是4G网络的带宽和稳定性已经无法满足巡逻机械人的数据流、视频流、控制流多线程高效可靠的传输 。运营商4G网络和自组网络各自保存毛病，4G的带宽无法满足机械人实时性和可靠性，而自组网络的笼罩规模和建设本钱限制了巡逻机械人的大规模应用 。
随着5G技术的生长和逐渐的大规模笼罩，高速率、大带宽、低时延的特点恰好切合机械人无线通信的要求，5G为巡逻机械人提供高可靠、宁静、海量的连接网络，使得机械人闭环控制和大规模应用通过运营商网络连接成为可能 。毫秒级低时延技术将实现机械人与效劳平台之间前所未有的互动和协调，提供精确高效的远程控制和信息交互 。5G技术的加持，使机械人本体与效劳平台连为一体，将平台系统更强的运算能力赋能给巡逻机械人，拓展机械人的事情规模，为机械人提供更大算力和更多存储空间，提高远程处理效率 。
2.巡逻机械人自主导航的演进
自主导航是巡逻机械人的要害技术之一，是巡逻机械人自主巡逻的基础，现在常用的导航方法是激光导航和视觉导航 。关于差别的应用情况，两种导航方法都保存差别水平的局限性 。视觉导航相比于激光导航，对情况的依赖性较大，视觉导航不适用于光线较暗的应用场景 。激光导航对情况的适应性更强，情况变革率在30%以内并不影响导航效果 。激光导航凭据激光类型分为2D激光导航和3D激光导航，两种导航方法的主要区别是激光雷达的激光线束数量差别 。2D激光导航数量小，盘算速度快，本钱也相对较低，可是导航精度和稳定性相对较差 。3D激光导航精度相对较高，可是点云数据量大，实时性相对较低，本钱较高 。激光导航相比于视觉导航，虽然适应能力更强一些，可是在外部情况爆发较大变革时，导航效果会受影响，好比在参照物变革大、大面积空旷的特殊区域 。自主导航能力会受很大影响 。庞大情况下自主导航性能不稳定是巡逻机械人目前保存较突出的问题 。
针对巡逻机械人及其应用场景，实现巡逻机械人的高精度定位导航、情况智能感知、计划决策并精准控制，接纳多传感器融合SLAM导航，高精度同步融合数据和高精度地图实现SLAM高精度定位，增强机械人自主巡逻能力 。多传感器融合硬件系统包括集成传3D激光、IMU、双目视觉和GPS等，通过焦点同步板中实现多传感器数据的时间与空间同步，并实现数据的融合，为机械人导航系统提供精确的数据来源 。紧耦合SLAM高精度定位融合了GPS数据、IMU惯性数据、3D激光LiDAR点云数据和视觉技术，且可在空旷区域加设激光反射板增强点云数据反响强度，由于接纳多样的传感器数据，在简单传感器于特定场景失效的情况下，其他传感器可弥补该传感器的缺乏，仍然可实现高精度定位导航；同时差别传感器数据在空间上具有一定的相互增补性，提高了定位的稳定性和精度，最终实现庞大情况下的高精度、高可靠性定位导航 。
3.云平台信息交互技术
接纳云平台信息交互技术搭建巡逻机械人数据云端存储、异常信息云端剖析、巡逻任务治理、信息可视化及机械人信息交互的机械人云平台 。
巡逻机械人系统接纳数据集中治理与算力疏散的云边端系统，用于机械人数据收罗、大数据碰撞剖析、业务处理和功效泛起 。系统由云平台、边沿盘算平台和前端盘算平台组成，且均具备独立的运维治理能力 �；等说氖导使π揪莨π匦晕薹斓卦谇岸伺趟恪⒈哐嘏趟愫驮菩Ю椭渎芎托� 。有高效、实时、宁静特性的边沿盘算加持，减少云平台的盘算负荷，降低由于数据爆发造成的网络带宽压力，实现高性价比的多模态感知融合、自适应交互和实时宁静的盘算 。边沿盘算+云效劳的组合能够完成更多要害性业务，对机械人的视频剖析创立新的价值链，为机械人提供多样效劳的规�；擞教� 。
巡逻机械人云平台支持公有云和私有云安排 �；等耸章薜氖莼憔邸⒋涞奖哐嘏趟闫教�，数据在边沿节点进行有效收敛、AI及结构化处理后，要害性数据再回传到云平台 。作为业务治理平台，为系统提供用户权限治理、数据治理和机械人业务治理等效劳，支持 B/S和C/S 业务会见 。
03 应用案例
2022年，盐都会建设有警用巡逻机械人规�；痉队τ没�，盐城的各大交通枢纽、公园景区、重要广场、热点商圈、重点社区、重点单位、重大运动等应用场景安排有50台美狮贵宾会巡逻机械人，包括巡逻机械人千巡A1、千巡F2等多款型号，后期也将凭据警种拭魅战需求增加应用场景 。巡逻机械人具备异常告警、人脸识别、自动巡逻、定点值守、一键抵达、视频传输、语音功效、温度告警、车牌识别等功效，如按下机械人的SOS按钮，机械人将自动上送目今位置和实时视频，并翻开与平台的语音对讲 。巡逻机械人可以完成多维度、多警种业务应用，最大限度地充分下层拭魅战警力，解决一线警力严重缺乏的问题，抵达释放警力、增补警员战斗力的目的 。
04 结语
社会在不绝进步，安保群体“用工荒”“老龄化”和“文化素质低”等问题成了古板安保和物业企业头顶上的“三座大山” 。目今，科技生长、技术立异乃至事情模式的革新无不向智能化看齐，巡逻机械人也将效劳社会各个领域，巡逻机械人行业势必会是一片新蓝海 。
文/柏林 广州美狮贵宾会机械人有限公司
来源：《中国安防》 2022.3 NO.192
