多巡邏機器人的調(diào)度方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多巡邏機器人的調(diào)度方法和系統(tǒng)，用于多巡邏機器人管理調(diào)度系統(tǒng)，主要包括建立基于目標區(qū)域的地圖數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)以及屬性數(shù)據(jù)的空間數(shù)據(jù)庫；建立巡邏機器人數(shù)據(jù)庫和敏感信息數(shù)據(jù)庫；在目標區(qū)域部署巡邏機器人；對巡邏機器人進行全局路徑規(guī)劃；巡邏機器人對目標區(qū)域進行監(jiān)測是否發(fā)生突發(fā)事件；根據(jù)監(jiān)測到的突發(fā)事件，巡邏機器人發(fā)送報警信號至控制室；最終，根據(jù)報警信號，對巡邏機器人進行合理調(diào)度，并在三維GIS系統(tǒng)中發(fā)布。本發(fā)明的基于三維GIS的調(diào)度方法，實現(xiàn)對巡邏機器人多角度、全方位、立體化的管理與調(diào)度，最終實現(xiàn)實時、動態(tài)對目標區(qū)域進行有效、及時的監(jiān)控。
【專利說明】多巡邏機器人的調(diào)度方法和系統(tǒng)
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及機器人【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種基于三維GIS的多巡邏機器人的調(diào)度方法和系統(tǒng)。
【【背景技術(shù)】】
[0002]近年來，隨著我國日益增多且不斷壯大的物流、交通樞紐等對安保力量的需要，在機場、車站、會展中心、超級市場以及物流倉庫等一系列的大型人流、物流場所，機器人正作為一支特殊力量參與到上述場所的巡邏安保工作中，并且呈現(xiàn)逐漸增多的趨勢。
[0003]巡邏機器人作為服務機器人的一個新研究方向，是集環(huán)境感知、路線規(guī)劃、動態(tài)決策、行為控制及報警裝置于一體的多功能綜合系統(tǒng)，采用巡邏機器人可實行定時、定點監(jiān)控或不間斷流動巡邏安保，巡邏機器人具有廣闊的應用前景，已受到國內(nèi)外的重視。
[0004]中國專利CN201010601679.1 “保安巡邏機器人系統(tǒng)及其控制方法”中公開了一種基于機器人、無線網(wǎng)絡(luò)、GPRS網(wǎng)絡(luò)以及中央控制的保安巡邏機器人系統(tǒng)。中國專利CN201110340119.X “巡邏機器人、預警系統(tǒng)以及巡邏機器人的監(jiān)控方法”中公開了一種能根據(jù)異常規(guī)則篩選聲音數(shù)據(jù)，對于符合異常規(guī)則的聲音數(shù)據(jù)，進一步進行處理以獲取聲源的方位，以及基于該巡邏機 器人的預警系統(tǒng)和采用聲音監(jiān)控的方法。
[0005]但是，上述巡邏機器人系統(tǒng)無法實時、動態(tài)對目標區(qū)域進行監(jiān)控，也不能直觀的把握突發(fā)事件發(fā)生時的現(xiàn)場情形，從而無法對巡邏機器人進行有效、及時的調(diào)度，不能滿足大型人流、物流場所對巡邏機器人的安保需求。為滿足物流、交通樞紐等對安保力量的實時、動態(tài)監(jiān)控要求，對巡邏機器人的控制需進一步改進。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種多巡邏機器人的調(diào)度方法，可實時、動態(tài)對目標區(qū)域進行有效、及時的監(jiān)控。
[0007]為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0008]一種多巡邏機器人的調(diào)度方法，包括以下步驟:
[0009]S100、空間數(shù)據(jù)庫建立:輸入目標區(qū)域的地圖數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)以及屬性數(shù)據(jù)，生成三維GIS系統(tǒng)；
[0010]S200、控制屬性數(shù)據(jù)庫建立:建立巡邏機器人數(shù)據(jù)庫和敏感信息數(shù)據(jù)庫；
[0011]S300、巡邏機器人部署:在目標區(qū)域中部署巡邏機器人，并在三維GIS系統(tǒng)顯示巡邏機器人的分布；
[0012]S400、路徑規(guī)劃:基于三維GIS系統(tǒng)，對巡邏機器人進行全局路徑規(guī)劃；
[0013]S500、目標區(qū)域監(jiān)測:巡邏機器人依步驟S400的路徑對目標區(qū)域進行監(jiān)測是否發(fā)生突發(fā)事件，如發(fā)生，執(zhí)行步驟S600，否則繼續(xù)執(zhí)行步驟S500 ；
[0014]S600、異常報警:根據(jù)步驟S500監(jiān)測到的突發(fā)事件，巡邏機器人發(fā)送報警信號至控制室；[0015]S700、突發(fā)處理:根據(jù)報警信號，對巡邏機器人進行合理調(diào)度，并在三維GIS系統(tǒng)中發(fā)布。
[0016]進一步地，所述在步驟SlOO之前還包括數(shù)據(jù)預處理，
[0017]上述數(shù)據(jù)預處理為首先進行位置坐標變換，即對地圖數(shù)據(jù)與三維數(shù)據(jù)進行坐標系統(tǒng)的統(tǒng)一；其次對數(shù)據(jù)清洗，即對地圖數(shù)據(jù)與三維數(shù)據(jù)進行篩選、比對，去除重復的數(shù)據(jù)信
肩、O
[0018]進一步地,上述步驟SlOO具體包括如下步驟:
[0019]S101、導入三維模型；
[0020]S102、輸入地圖數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)，并將地圖數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)建立到三維模型上；
[0021]S103、對三維數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)進行匹配，建立空間數(shù)據(jù)庫。
[0022]進一步地,上述步驟S200具體包括如下步驟:
[0023]S201、建立巡邏機器人數(shù)據(jù)庫，巡邏機器人數(shù)據(jù)庫用于存儲巡邏機器人的屬性信息；
[0024]S202、建立敏感信息數(shù)據(jù)庫，敏感信息數(shù)據(jù)庫包括歷史突發(fā)事件數(shù)據(jù)庫和重要事件數(shù)據(jù)庫。
[0025]進一步地,上述步驟S300具體包括如下步驟:
[0026]S301、在目標區(qū)域中部署巡邏機器人；
[0027]S302、通過GPS定位跟蹤巡邏機器人，并在三維GIS系統(tǒng)中高亮顯示巡邏機器人所在的位置；
[0028]S303、重點監(jiān)控區(qū)域部署的巡邏機器人的密度高于目標區(qū)域除重點監(jiān)控區(qū)域以外巡邏機器人的密度。
[0029]進一步地,上述步驟S400具體包括如下步驟:
[0030]S401、緩沖區(qū)分析:以巡邏機器人所在空間位置為中心，以巡邏機器人的運動空間為半徑做緩沖區(qū)，則緩沖區(qū)域內(nèi)即為該巡邏機器人的可檢測能力空間；
[0031]S402、標示三維GIS系統(tǒng)中的道路要素，并結(jié)合緩沖區(qū)分析制定全局路徑規(guī)劃。
[0032]進一步地,上述步驟S400具體包括如下步驟:
[0033]S601、巡邏機器人與控制室進行數(shù)據(jù)通信；
[0034]S602、巡邏機器人采集突發(fā)事件的信息并處理后，發(fā)送報警信號至控制室；
[0035]S603、控制室通過該巡邏機器人的GPS接收器定位巡邏機器人所在的位置，并在三維GIS系統(tǒng)中對巡邏機器人所在位置定位并高亮顯示。
[0036]進一步地,上述步驟S700具體包括如下步驟:
[0037]S701、設(shè)定突發(fā)事件的影響范圍為緩沖區(qū)，合理調(diào)度臨近突發(fā)事件位置的巡邏機器人至緩沖區(qū)，加強緩沖區(qū)巡邏機器人的巡邏密度；
[0038]S702、在三維GIS系統(tǒng)中發(fā)布突發(fā)事件的分析結(jié)果，并結(jié)合目標區(qū)域的屬性數(shù)據(jù)，為相關(guān)人員提供輔助決策方案。
[0039]進一步地，還包括將突發(fā)事件的三維數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)存入歷史突發(fā)事件數(shù)據(jù)庫。
[0040]本發(fā)明在一個實施方案中，還提供另一種多巡邏機器人的調(diào)度方法，包括以下步驟:[0041]S100’、空間數(shù)據(jù)庫建立:輸入目標區(qū)域的地圖數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)以及屬性數(shù)據(jù)，生成三維GIS系統(tǒng)；
[0042]S200’、控制屬性數(shù)據(jù)庫建立:建立巡邏機器人數(shù)據(jù)庫和敏感信息數(shù)據(jù)庫；
[0043]S300’、巡邏機器人部署:在目標區(qū)域中部署巡邏機器人，并在三維GIS系統(tǒng)顯示巡邏機器人的分布；
[0044]S400’、路徑規(guī)劃:基于三維GIS系統(tǒng)，對巡邏機器人進行全局路徑規(guī)劃；
[0045]S500’、目標區(qū)域監(jiān)測:巡邏機器人依步驟S400’的路徑對目標區(qū)域進行監(jiān)測是否發(fā)生突發(fā)事件，如發(fā)生，執(zhí)行步驟S600’，否則繼續(xù)執(zhí)行步驟S500’ ；
[0046]S600’、異常報警:根據(jù)步驟S500’監(jiān)測到的突發(fā)事件，巡邏機器人發(fā)送報警信號至控制室；
[0047]S700’、突發(fā)處理:根據(jù)報警信號，對巡邏機器人進行合理調(diào)度，并在三維GIS系統(tǒng)中發(fā)布；
[0048]S800’、路徑規(guī)劃修正:在步驟S400’中的全局路徑基礎(chǔ)上，以突發(fā)事件影響范圍為緩沖區(qū)，對巡邏機器人進行路徑規(guī)劃修正，重新設(shè)定全局路徑規(guī)劃；執(zhí)行步驟S500’。
[0049]本發(fā)明另一目的在于提供一種多巡邏機器人的調(diào)度系統(tǒng)，所述調(diào)度系統(tǒng)包括，空間數(shù)據(jù)庫、屬性數(shù)據(jù)庫、多個巡邏機器人、路徑規(guī)劃模塊、目標區(qū)域監(jiān)測模塊、異常報警模塊、突發(fā)處理模塊、控制室，其中，
[0050]空間數(shù)據(jù)庫:包括目 標區(qū)域的地圖數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)以及屬性數(shù)據(jù)，以及基于上述數(shù)據(jù)生成的三維GIS系統(tǒng)；
[0051]控制屬性數(shù)據(jù)庫:包括巡邏機器人數(shù)據(jù)庫和敏感信息數(shù)據(jù)庫；
[0052]巡邏機器人:在目標區(qū)域中部署巡邏機器人，并在三維GIS系統(tǒng)顯示巡邏機器人的分布；
[0053]路徑規(guī)劃模塊:基于三維GIS系統(tǒng)，對巡邏機器人進行全局路徑規(guī)劃；
[0054]目標區(qū)域監(jiān)測模塊:巡邏機器人依路徑規(guī)劃模塊的路徑對目標區(qū)域進行監(jiān)測是否發(fā)生關(guān)發(fā)事件；
[0055]異常報警模塊:根據(jù)目標區(qū)域監(jiān)測模塊監(jiān)測到的突發(fā)事件，巡邏機器人發(fā)送報警信號至控制室；
[0056]突發(fā)處理模塊:根據(jù)報警信號，對巡邏機器人進行合理調(diào)度，并在三維GIS系統(tǒng)中發(fā)布。
[0057]本發(fā)明的多巡邏機器人的調(diào)度方法，建立基于目標區(qū)域的地圖數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)以及屬性數(shù)據(jù)的空間數(shù)據(jù)庫庫和敏感信息數(shù)據(jù)庫，在目標區(qū)域部署巡邏機器人并進行全局路徑規(guī)劃；根據(jù)報警信號，對巡邏機器人進行合理調(diào)度，并在三維GIS系統(tǒng)中發(fā)布。采用本發(fā)明的基于三維GIS的調(diào)度方法，實現(xiàn)對巡邏機器人多角度、全方位、立體化的管理與調(diào)度，最終實現(xiàn)實時、動態(tài)對目標區(qū)域進行有效、及時的監(jiān)控。
【【專利附圖】
【附圖說明】】
[0058]圖1示出本發(fā)明提供的多巡邏機器人的調(diào)度方法的流程圖。
[0059]圖2示出本發(fā)明提供另一的多巡邏機器人的調(diào)度方法的流程圖。
[0060]圖3示出本發(fā)明一實施例的空間數(shù)據(jù)庫建立的流程圖。[0061]圖4示出本發(fā)明一實施例的巡邏機器人部署的流程圖。
[0062]圖5示出本發(fā)明一實施例的異常報警的流程圖。
【【具體實施方式】】
[0063]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發(fā)明做進一步地詳細說明。
[0064]本發(fā)明提供的多巡邏機器人的調(diào)度方法，用于多巡邏機器人管理調(diào)度系統(tǒng)，主要包括建立基于目標區(qū)域的地圖數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)以及屬性數(shù)據(jù)的空間數(shù)據(jù)庫；建立巡邏機器人數(shù)據(jù)庫和敏感信息數(shù)據(jù)庫；在目標區(qū)域部署巡邏機器人；對巡邏機器人進行全局路徑規(guī)劃；巡邏機器人對目標區(qū)域進行監(jiān)測是否發(fā)生突發(fā)事件；根據(jù)監(jiān)測到的突發(fā)事件，巡邏機器人發(fā)送報警信號至控制室；最終，根據(jù)報警信號，對巡邏機器人進行合理調(diào)度，并在三維GIS系統(tǒng)中發(fā)布。
[0065]采用本發(fā)明技術(shù)方案提供的多巡邏機器人的調(diào)度方法，建立基于目標區(qū)域的地圖數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)以及屬性數(shù)據(jù)的空間數(shù)據(jù)庫和敏感信息數(shù)據(jù)庫，在目標區(qū)域部署巡邏機器人并進行全局路徑規(guī)劃；根據(jù)報警信號，對巡邏機器人進行合理調(diào)度，并在三維GIS系統(tǒng)中發(fā)布。本發(fā)明的基于三維GIS的調(diào)度方法，實現(xiàn)對巡邏機器人多角度、全方位、立體化的管理與調(diào)度，最終實現(xiàn)實時、動態(tài)對目標區(qū)域進行有效、及時的監(jiān)控。
[0066]參考圖1所示，本發(fā)明提供一種多巡邏機器人的調(diào)度方法，用于多巡邏機器人管理調(diào)度系統(tǒng)，包括以下步驟:
[0067]步驟S100、空間數(shù)據(jù)庫建立:輸入目標區(qū)域的地圖數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)以及屬性數(shù)據(jù)，生成三維GIS系統(tǒng)(Geographic Information System,地理信息系統(tǒng))；
[0068]上述目標區(qū)域可以為建筑物(倉庫、博物館、會展中心、機場等)、停車場、廣場等需要安保巡邏的場所。上述屬性數(shù)據(jù)包括目標區(qū)域的安保等級、安全通道、建筑功用等屬性。
[0069] 步驟S200、控制屬性數(shù)據(jù)庫建立:建立巡邏機器人數(shù)據(jù)庫和敏感信息數(shù)據(jù)庫；
[0070]步驟S300、巡邏機器人部署:在目標區(qū)域中部署巡邏機器人，并在三維GIS系統(tǒng)顯示巡邏機器人的分布；
[0071]步驟S400、路徑規(guī)劃:基于三維GIS系統(tǒng)，對巡邏機器人進行全局路徑規(guī)劃；
[0072]步驟S500、目標區(qū)域監(jiān)測:巡邏機器人依步驟S400的路徑對目標區(qū)域進行監(jiān)測是否發(fā)生突發(fā)事件，如發(fā)生，執(zhí)行步驟S600，否則繼續(xù)執(zhí)行步驟S500 ；
[0073]步驟S600、異常報警:根據(jù)步驟S500監(jiān)測到的突發(fā)事件，巡邏機器人發(fā)送報警信號至控制室；
[0074]步驟S700、突發(fā)處理:根據(jù)報警信號，對巡邏機器人進行合理調(diào)度，并在三維GIS系統(tǒng)中發(fā)布。
[0075]參考圖2所示，本發(fā)明還提供另一種多巡邏機器人的調(diào)度方法，用于多巡邏機器人管理調(diào)度系統(tǒng)，包括以下步驟:
[0076]步驟S100’、空間數(shù)據(jù)庫建立:輸入目標區(qū)域的地圖數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)以及屬性數(shù)據(jù)，生成三維GIS系統(tǒng)；
[0077]步驟S200’、控制屬性數(shù)據(jù)庫建立:建立巡邏機器人數(shù)據(jù)庫和敏感信息數(shù)據(jù)庫；[0078]步驟S300’、巡邏機器人部署:在目標區(qū)域中部署巡邏機器人，并在三維GIS系統(tǒng)顯示巡邏機器人的分布；
[0079]步驟S400’、路徑規(guī)劃:基于三維GIS系統(tǒng)，對巡邏機器人進行全局路徑規(guī)劃；
[0080]步驟S500’、目標區(qū)域監(jiān)測:巡邏機器人依步驟S400’的路徑對目標區(qū)域進行監(jiān)測是否發(fā)生突發(fā)事件，如發(fā)生，執(zhí)行步驟S600’，否則繼續(xù)執(zhí)行步驟S500’ ；
[0081]步驟S600’、異常報警:根據(jù)步驟S500’監(jiān)測到的突發(fā)事件，巡邏機器人發(fā)送報警
信號至控制室；
[0082]步驟S700’、突發(fā)處理:根據(jù)報警信號，對巡邏機器人進行合理調(diào)度，并在三維GIS系統(tǒng)中發(fā)布；
[0083]步驟S800’、路徑規(guī)劃修正:在步驟S400’中的全局路徑基礎(chǔ)上，以突發(fā)事件影響范圍為緩沖區(qū)，對巡邏機器人進行路徑規(guī)劃修正，重新設(shè)定全局路徑規(guī)劃；執(zhí)行步驟S500，。
[0084]進一步，在本發(fā)明的一實施例，在步驟SlOO或S100’、空間數(shù)據(jù)庫建立:輸入目標區(qū)域的地圖數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)以及屬性數(shù)據(jù)，生成三維GIS系統(tǒng)之前還包括數(shù)據(jù)預處理。
[0085]上述數(shù)據(jù)預處理為首先進行位置坐標變換，即對地圖數(shù)據(jù)與三維數(shù)據(jù)進行坐標系統(tǒng)的統(tǒng)一；其次對數(shù)據(jù)清洗，即對地圖數(shù)據(jù)與三維數(shù)據(jù)進行篩選、比對，去除重復的數(shù)據(jù)信
肩、O
[0086]參考圖3所示,在本發(fā)明一優(yōu)選實施例中，上述步驟SlOO或S100’具體包括如下步驟:
[0087]S101、導入三維模型；
[0088]S102、輸入地圖數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)，并將地圖數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)建立到三維模型上；
[0089]S103、對三維數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)進行匹配，建立空間數(shù)據(jù)庫；
[0090]通過設(shè)置查詢、定位、旋轉(zhuǎn)、縮放、漫游等附屬功能，將上述附屬功能搭載到空間數(shù)據(jù)庫，形成三維GIS系統(tǒng)。
[0091]在本發(fā)明一優(yōu)選實施例中，上述步驟S200或S200’、控制屬性數(shù)據(jù)庫建立具體包括如下步驟:
[0092]S201、建立巡邏機器人數(shù)據(jù)庫，巡邏機器人數(shù)據(jù)庫用于存儲巡邏機器人的屬性信息；上述屬性信息包括巡邏機器人的空間位置信息、名稱、編號、控制器型號等；
[0093]S202、建立敏感信息數(shù)據(jù)庫，敏感信息數(shù)據(jù)庫包括歷史突發(fā)事件數(shù)據(jù)庫和重要事件數(shù)據(jù)庫；
[0094]其中，歷史突發(fā)事件數(shù)據(jù)庫用于存儲歷史突發(fā)事件的種類、級別以及發(fā)生的空間位置區(qū)域等信息，重要事件數(shù)據(jù)庫用于存儲在目標區(qū)域的重點監(jiān)測區(qū)域的種類、級別以及發(fā)生的空間位置區(qū)域等信息。
[0095]本發(fā)明的一實施例中，在三維GIS系統(tǒng)中，將上述敏感信息數(shù)據(jù)庫存儲的空間位置區(qū)域作為重點監(jiān)控區(qū)域，并在三維GIS系統(tǒng)中重點監(jiān)控區(qū)域的圖標突出顯示，突出顯示內(nèi)容包括重點監(jiān)控區(qū)域的種類、級別等，上述突出顯示可以為圖標高亮、圖標顏色變換、圖標閃爍。
[0096]參考圖4所示,在本發(fā)明一優(yōu)選實施例中，上述步驟S300或S300’具體包括如下步驟:
[0097]S301、在目標區(qū)域中部署巡邏機器人；
[0098]S302、通過GPS定位跟蹤巡邏機器人，并在三維GIS系統(tǒng)中高亮顯示巡邏機器人所在的位置；
[0099]S303、重點監(jiān)控區(qū)域部署的巡邏機器人的密度高于目標區(qū)域除重點監(jiān)控區(qū)域以外巡邏機器人的密度；
[0100]本發(fā)明一實施方式中，參考圖6所示，上述巡邏機器人包括控制子系統(tǒng)、報警子系統(tǒng)、感知子系統(tǒng)、通訊子系統(tǒng)、以及移動機構(gòu)；該控制子系統(tǒng)輸出控制指令，使巡邏機器人通過移動機構(gòu)運動進而在目標區(qū)域執(zhí)行巡邏任務；感知子系統(tǒng)將采集到的信號分析處理后發(fā)送異常信息至控制子系統(tǒng)；控制子系統(tǒng)根據(jù)接收到的感知子系統(tǒng)發(fā)送的異常信息，啟動報警子系統(tǒng)并通過通訊子系統(tǒng)將異常信息發(fā)布至控制室。
[0101]進一步地，巡邏機器人的感知子系統(tǒng)包括煙霧、溫度、濕度、氣味、聲音及熱釋紅外傳感器，上述傳感器配置在巡邏機器人本體上，并通過電連接至感知子系統(tǒng)的感知處理單元，感知子系統(tǒng)用于巡邏機器人在目標區(qū)域中執(zhí)行巡邏任務時，對異常狀況的感知及處理分析。此外，巡邏機器人還包括GPS接收器，該GPS接收器用于識別巡邏機器人在目標區(qū)域中的位置，GPS接收器將采集到的位置信息傳遞到三維GIS系統(tǒng)，以保證在三維GIS系統(tǒng)對巡邏機器人行動軌跡的動態(tài)追蹤，實時高亮顯示巡邏機器人在的位置。
[0102]進一步地，對三維GIS系統(tǒng)進行縮放、旋轉(zhuǎn)，查詢巡邏機器人在目標區(qū)域中的分布情況，判斷巡邏機器人分布是否合理，如合理依照S301中的部署執(zhí)行巡邏任務，如不合理，對按照巡邏機器人進行調(diào)整，使得巡邏機器人在目標區(qū)域中分布均勻，且使重點監(jiān)控區(qū)域內(nèi)巡邏機器人的密度增加。
[0103]在本發(fā)明一優(yōu)選實施例中，上述步驟S400或S400’、路徑規(guī)劃具體包括如下步驟:
[0104]S401、緩沖區(qū)分析:以巡邏機器人所在空間位置為中心，以巡邏機器人的運動空間為半徑做緩沖區(qū)，則緩沖區(qū)域內(nèi)即為該巡邏機器人的可檢測能力空間；
[0105]S402、標示三維GIS系統(tǒng)中的道路要素，并結(jié)合緩沖區(qū)分析制定全局路徑規(guī)劃，以保證所有目標區(qū)域均被覆蓋到。
[0106]在完成規(guī)劃路徑后，設(shè)定巡邏機器人的巡邏任務。其中，在上述巡邏機器人的可檢測能力空間，是基于巡邏機器人的移動機構(gòu)，測算出巡邏機器人的運動空間和活動能力；本發(fā)明中路徑規(guī)劃需覆蓋目標區(qū)域，并在重點監(jiān)控區(qū)域內(nèi)巡邏機器人的密度增加。
[0107]參考圖5所示,在本發(fā)明一優(yōu)選實施例中，上述步驟S600或S600’具體包括如下步驟:
[0108]步驟S600、異常報警:根據(jù)步驟S400或S400’監(jiān)測到的突發(fā)事件，巡邏機器人發(fā)
送報警信號至控制室；
[0109]S601、巡邏機器人與控制室進行數(shù)據(jù)通信，具體為巡邏機器人的通訊子系統(tǒng)通過遠程無線通訊技術(shù)與控制室之間進行數(shù)據(jù)信息的傳輸，上述數(shù)據(jù)信息為監(jiān)控、采集到的目標區(qū)域狀況信息；
[0110]S602、目標區(qū)域發(fā)生突發(fā)事件時，巡邏機器人采集突發(fā)事件的信息并處理后，發(fā)送報警信號至控制室，巡邏機器人的GPS接收器采集到位置信息通過通訊子系統(tǒng)傳輸至控制室；[0111]S603、控制室通過該巡邏機器人的GPS接收器找到其所在的位置，并在三維GIS系統(tǒng)中對巡邏機器人所在位置定位并高亮顯示；
[0112]進一步，巡邏機器人還配置有攝像單元，上述攝像單元通過通訊子系統(tǒng)將采集到的視頻信息傳至控制室。
[0113]控制室獲取突發(fā)事件發(fā)生位置的監(jiān)控視頻及巡邏機器人的攝像單元，根據(jù)三維GIS系統(tǒng)的位置信息及敏感信息數(shù)據(jù)庫對現(xiàn)場情況進行分析。
[0114]在本發(fā)明一優(yōu)選實施例中，上述步驟S700或S700’、異常報警具體包括如下步驟:
[0115]S701、設(shè)定突發(fā)事件的影響范圍為緩沖區(qū)，合理調(diào)度臨近突發(fā)事件位置的巡邏機器人至緩沖區(qū)，加強緩沖區(qū)巡邏機器人的巡邏密度；
[0116]上述合理調(diào)度可以為增加巡邏機器人數(shù)量，上述增加的巡邏機器人為預留的巡邏機器人，可以為對目標區(qū)域中非敏感事件數(shù)據(jù)庫所屬區(qū)域中的巡邏機器人調(diào)配至突發(fā)事件區(qū)域，也可以為重新規(guī)劃突發(fā)事件區(qū)域的巡邏路徑或者調(diào)整突發(fā)事件區(qū)域的巡邏周期。
[0117]S702、在三維GIS系統(tǒng)中發(fā)布突發(fā)事件的分析結(jié)果，并結(jié)合目標區(qū)域的屬性數(shù)據(jù)，為相關(guān)人員提供輔助決策方案。
[0118]上述分析結(jié)果根據(jù)巡邏機器人的傳感器采集到的信息分析突發(fā)事件的類型，如采集來自煙霧傳感器，可判斷突發(fā)事件為所處區(qū)域發(fā)生火情；如采集來自濕度傳感器，可判斷突發(fā)事件為所處區(qū)域濕度超過警戒值；如采集來自熱釋紅外傳感器，可判斷突發(fā)事件為所處區(qū)域有非法入侵等。
[0119]目標區(qū)域的屬性數(shù)據(jù)，即巡邏機器人發(fā)布突發(fā)事件的位置的屬性數(shù)據(jù)。本發(fā)明中上述目標區(qū)域以建筑物為例，即為建筑物的屬性數(shù)據(jù)，上述屬性數(shù)據(jù)包括建筑物安保等級、安全通道、建筑功用等，其中，建筑功用記錄建筑物內(nèi)存儲的信息，如文物、易燃易爆品等。
[0120]以下舉例說明，根據(jù)分析結(jié)果，以及目標區(qū)域的屬性數(shù)據(jù)，為相關(guān)人員提供輔助決策方案，如:采集來自煙霧傳感器、而建筑功用記錄建筑物內(nèi)存儲有易燃易爆品，啟動火險預警方案；采集來自熱釋紅外傳感器、而建筑功用記錄建筑物內(nèi)存儲有文物，啟動安防一級戒備，并發(fā)布警情等。
[0121]進一步，還包括將突發(fā)事件的三維數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)存入歷史突發(fā)事件數(shù)據(jù)庫，上述突發(fā)事件可以為歷史突發(fā)事件數(shù)據(jù)庫中記錄的突發(fā)事件，再次發(fā)生突發(fā)事件修改原歷史突發(fā)事件數(shù)據(jù)庫中記錄的種類、級別信息；上述突發(fā)事件還可以為未在歷史突發(fā)事件數(shù)據(jù)庫中記錄的突發(fā)事件，發(fā)生后在歷史突發(fā)事件數(shù)據(jù)庫記錄本次突發(fā)事件的種類、級別以及發(fā)生的空間位置區(qū)域等信息。
[0122]本發(fā)明的多巡邏機器人的調(diào)度方法，對突發(fā)事件發(fā)布，并根據(jù)分析結(jié)果，以及目標區(qū)域的屬性數(shù)據(jù)，為相關(guān)人員提供輔助決策方案，上述決策方案可應用到目標區(qū)域的應急處置、突發(fā)事件管理、多個巡邏機器人監(jiān)控中；在對目標區(qū)域的突發(fā)事件分析處理，實現(xiàn)對突發(fā)事件的快速定位、現(xiàn)場信息實時監(jiān)控，進而為決策管理提供支持。
[0123]本發(fā)明還提供一多巡邏機器人的調(diào)度系統(tǒng)，包括空間數(shù)據(jù)庫、屬性數(shù)據(jù)庫、多個巡邏機器人、路徑規(guī)劃模塊、目標區(qū)域監(jiān)測模塊、異常報警模塊、突發(fā)處理模塊、控制室，其中，
[0124](I)、空間數(shù)據(jù)庫:包括目標區(qū)域的地圖數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)以及屬性數(shù)據(jù)，以及基于上述數(shù)據(jù)生成的三維GIS系統(tǒng)；
[0125](2)、控制屬性數(shù)據(jù)庫:包括巡邏機器人數(shù)據(jù)庫和敏感信息數(shù)據(jù)庫；[0126](3)、巡邏機器人:在目標區(qū)域中部署巡邏機器人，并在三維GIS系統(tǒng)顯示巡邏機器人的分布；
[0127](4)、路徑規(guī)劃模塊:基于三維GIS系統(tǒng)，對巡邏機器人進行全局路徑規(guī)劃；
[0128](5)、目標區(qū)域監(jiān)測模塊:巡邏機器人依路徑規(guī)劃模塊的路徑對目標區(qū)域進行監(jiān)測是否發(fā)生關(guān)發(fā)事件；
[0129](6)、異常報警模塊:根據(jù)目標區(qū)域監(jiān)測模塊監(jiān)測到的突發(fā)事件，巡邏機器人發(fā)送報警信號至控制室；
[0130](7)、突發(fā)處理模塊:根據(jù)報警信號，對巡邏機器人進行合理調(diào)度，并在三維GIS系統(tǒng)中發(fā)布。
[0131]本發(fā)明的多巡邏機器人的調(diào)度系統(tǒng)還可以應用到對疫區(qū)的傳染病監(jiān)控及核輻射監(jiān)控中。
[0132]以上所述本發(fā)明的【具體實施方式】，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。任何根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思所作 出的各種其他相應的改變與變形，均應包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多巡邏機器人的調(diào)度方法，其特征在于，所述方法包括: S100、空間數(shù)據(jù)庫建立:輸入目標區(qū)域的地圖數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)以及屬性數(shù)據(jù)，生成三維GIS系統(tǒng)； S200、控制屬性數(shù)據(jù)庫建立:建立巡邏機器人數(shù)據(jù)庫和敏感信息數(shù)據(jù)庫； S300、巡邏機器人部署:在目標區(qū)域中部署巡邏機器人，并在三維GIS系統(tǒng)顯示巡邏機器人的分布； S400、路徑規(guī)劃:基于三維GIS系統(tǒng)，對巡邏機器人進行全局路徑規(guī)劃； S500、目標區(qū)域監(jiān)測:巡邏機器人依步驟S400的路徑對目標區(qū)域進行監(jiān)測是否發(fā)生突發(fā)事件，如發(fā)生，執(zhí)行步驟S600，否則繼續(xù)執(zhí)行步驟S500 ； S600、異常報警:根據(jù)步驟S500監(jiān)測到的突發(fā)事件，巡邏機器人發(fā)送報警信號至控制室； S700、突發(fā)處理:根據(jù)報警信號，對巡邏機器人進行合理調(diào)度，并在三維GIS系統(tǒng)中發(fā)布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多巡邏機器人的調(diào)度方法，其特征在于，所述在步驟SlOO之前還包括數(shù)據(jù)預處理， 上述數(shù)據(jù)預處理為首先進行位置坐標變換，即對地圖數(shù)據(jù)與三維數(shù)據(jù)進行坐標系統(tǒng)的統(tǒng)一；其次對數(shù)據(jù)清洗，即對地圖數(shù)據(jù)與三維數(shù)據(jù)進行篩選、比對，去除重復的數(shù)據(jù)信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多巡邏機器人的調(diào)度方法，其特征在于，上述步驟SlOO具體包括如下步驟: S101、導入三維模型； S102、輸入地圖數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)，并將地圖數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)建立到三維模型上； S103、對三維數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)進行匹配，建立空間數(shù)據(jù)庫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多巡邏機器人的調(diào)度方法，其特征在于，上述步驟S200具體包括如下步驟: S201、建立巡邏機器人數(shù)據(jù)庫，巡邏機器人數(shù)據(jù)庫用于存儲巡邏機器人的屬性信息； S202、建立敏感信息數(shù)據(jù)庫，敏感信息數(shù)據(jù)庫包括歷史突發(fā)事件數(shù)據(jù)庫和重要事件數(shù)據(jù)庫。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多巡邏機器人的調(diào)度方法，其特征在于，上述步驟S300具體包括如下步驟: S301、在目標區(qū)域中部署巡邏機器人； S302、通過GPS定位跟蹤巡邏機器人，并在三維GIS系統(tǒng)中高亮顯示巡邏機器人所在的位置； S303、重點監(jiān)控區(qū)域部署的巡邏機器人的密度高于目標區(qū)域除重點監(jiān)控區(qū)域以外巡邏機器人的密度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多巡邏機器人的調(diào)度方法，其特征在于，上述步驟S400具體包括如下步驟: S401、緩沖區(qū)分析:以巡邏機器人所在空間位置為中心，以巡邏機器人的運動空間為半徑做緩沖區(qū)，則緩沖區(qū)域內(nèi)即為該巡邏機器人的可檢測能力空間；S402、標示三維GIS系統(tǒng)中的道路要素，并結(jié)合緩沖區(qū)分析制定全局路徑規(guī)劃。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多巡邏機器人的調(diào)度方法，其特征在于，上述步驟S400具體包括如下步驟: 5601、巡邏機器人與控制室進行數(shù)據(jù)通信； 5602、巡邏機器人采集突發(fā)事件的信息并處理后，發(fā)送報警信號至控制室； 5603、控制室通過該巡邏機器人的GPS接收器定位巡邏機器人所在的位置，并在三維GIS系統(tǒng)中對巡邏機器人所在位置定位并高亮顯示。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多巡邏機器人的調(diào)度方法，其特征在于，上述步驟S700具體包括如下步驟: 5701、設(shè)定突發(fā)事件的影響范圍為緩沖區(qū)，合理調(diào)度臨近突發(fā)事件位置的巡邏機器人至緩沖區(qū)，加強緩沖區(qū)巡邏機器人的巡邏密度； 5702、在三維GIS系統(tǒng)中發(fā)布突發(fā)事件的分析結(jié)果，并結(jié)合目標區(qū)域的屬性數(shù)據(jù)，為相關(guān)人員提供輔助決策方案。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多巡邏機器人的調(diào)度方法，其特征在于，所述方法還包括將突發(fā)事件的三維數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)存入歷史突發(fā)事件數(shù)據(jù)庫。
10.一種多巡邏機器人的調(diào)度方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: S100’、空間數(shù)據(jù)庫建立:輸入目標區(qū)域的地圖數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)以及屬性數(shù)據(jù)，生成三維GIS系統(tǒng)； S200’、控制屬性數(shù)據(jù)庫建立:建立巡邏機器人數(shù)據(jù)庫和敏感信息數(shù)據(jù)庫； S300’、巡邏機器人部署:在目標區(qū)域中部署巡邏機器人，并在三維GIS系統(tǒng)顯示巡邏機器人的分布； S400’、路徑規(guī)劃:基于三維GIS系統(tǒng)，對巡邏機器人進行全局路徑規(guī)劃； S500’、目標區(qū)域監(jiān)測:巡邏機器人依步驟S400’的路徑對目標區(qū)域進行監(jiān)測是否發(fā)生突發(fā)事件，如發(fā)生，執(zhí)行步驟S600’，否則繼續(xù)執(zhí)行步驟S500’ ； S600’、異常報警:根據(jù)步驟S500’監(jiān)測到的突發(fā)事件，巡邏機器人發(fā)送報警信號至控制室； S700’、突發(fā)處理:根據(jù)報警信號，對巡邏機器人進行合理調(diào)度，并在三維GIS系統(tǒng)中發(fā)布； S800’、路徑規(guī)劃修正:在步驟S400’中的全局路徑基礎(chǔ)上，以突發(fā)事件的影響范圍為緩沖區(qū)，對巡邏機器人進行路徑規(guī)劃修正，重新設(shè)定全局路徑規(guī)劃；執(zhí)行步驟S500’。
11.一種多巡邏機器人的調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)度系統(tǒng)包括，空間數(shù)據(jù)庫、屬性數(shù)據(jù)庫、多個巡邏機器人、路徑規(guī)劃模塊、目標區(qū)域監(jiān)測模塊、異常報警模塊、突發(fā)處理模塊、控制室，其中， 空間數(shù)據(jù)庫:包括目標區(qū)域的地圖數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)以及屬性數(shù)據(jù)，以及基于上述數(shù)據(jù)生成的三維GIS系統(tǒng)； 控制屬性數(shù)據(jù)庫:包括巡邏機器人數(shù)據(jù)庫和敏感信息數(shù)據(jù)庫； 巡邏機器人:在目標區(qū)域中部署巡邏機器人，并在三維GIS系統(tǒng)顯示巡邏機器人的分布； 路徑規(guī)劃模塊:基于三維GIS系統(tǒng)，對巡邏機器人進行全局路徑規(guī)劃；目標區(qū)域監(jiān)測模塊:巡邏機器人依路徑規(guī)劃模塊的路徑對目標區(qū)域進行監(jiān)測是否發(fā)生關(guān)發(fā)事件； 異常報警模塊:根據(jù)目標區(qū)域監(jiān)測模塊監(jiān)測到的突發(fā)事件，巡邏機器人發(fā)送報警信號至控制室； 突發(fā)處理模 塊:根據(jù)報警信號，對巡邏機器人進行合理調(diào)度，并在三維GIS系統(tǒng)中發(fā)布。
【文檔編號】G05D1/02GK103576683SQ201210275302
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月3日
【發(fā)明者】陳會娟, 朱定局 申請人:中國科學院深圳先進技術(shù)研究院