基于安防的地面移动机器人、无人机协同作业系统及方法
专利汇可以提供基于安防的地面移动机器人、无人机协同作业系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种 机器人 、无人机协同作业技术领域，是一种基于安防的地面 移动机器人 、无人机协同作业系统及方法，前者包括地面站系统、多个地面移动机器人和多个无人机；地面站系统，控制地面移动机器人和无人机协同工作；地面移动机器人能与无人机通信进行协同工作，同时为无人机提供动 力 补给；无人机能与地面移动机器人通信，支援地面移动机器人。本发明能通过地面移动机器人和无人机协同作业，对某一环境中的特定目标进行识别、追踪等操作，如果用于面积较大的环境中，能有效增强安防效率及准确度，从而节省大量人力，节约资源。，下面是基于安防的地面移动机器人、无人机协同作业系统及方法专利的具体信息内容。
1.一种基于安防的地面移动机器人、无人机协同作业系统，其特征在于，包括地面站系统、多个地面移动机器人和多个无人机；
所述地面站系统，能与地面移动机器人和无人机通信，控制地面移动机器人和无人机协同工作，其包括中央机房、分站点、机库和移动站；
所述地面移动机器人，能实时向地面站系统反馈信息，接收地面站系统指令，执行指令，能与无人机通信进行协同工作，同时为无人机提供动力补给，在每个地面移动机器人上均设有通信单元、避障及导航单元、计算控制单元、目标监测识别单元、动力单元和无人机搭载平台；
所述无人机，能实时与地面站系统通信，根据指令无人机之间通信形成编队执行指令，能与地面移动机器人通信，支援地面移动机器人，其包括主控系统、动力系统、航拍系统和定位系统。
2.根据权利要求1所述的基于安防的地面移动机器人、无人机协同作业系统，其特征在于，所述地面站系统中，中央机房包括路由器、服务器、无线传输设备；分站点为固定站点，用于监控显示及临时控制分站点所在区域的地面移动机器人和无人机，包括控制计算机、监控大屏和遥控器；每个分站点均至少有一个机库，机库用于地面移动机器人和无人机的动力补给；移动站用于操作人员快速到达地面移动机器人或无人机的故障点，进行维修或补给。
3.根据权利要求1所述的基于安防的地面移动机器人、无人机协同作业系统，其特征在于，所述地面移动机器人中避障及导航单元包括激光测距雷达、高精度差分GPS、四向碰撞检测系统，避障及导航单元和计算控制单元配合，对地面移动机器人自身进行定位及导航，并使得地面移动机器人能实时进行避障，目标监测识别单元包括设置在地面移动机器人两轴三光云台吊舱上的摄像头，用于获取任务目标图像，计算控制单元用于接收地面站系统及无人机发送的信息，同时进行数据处理。
4.根据权利要求1所述的基于安防的地面移动机器人、无人机协同作业系统，其特征在于，所述无人机中主控系统包括机载计算机、飞行控制器、遥控接收机、数传模块；航拍系统包括三轴增稳云台、FPV相机、高清相机、图传模块；定位系统包括GPS模块、光流模块、超声波模块、视觉里程计；动力系统包括动力电池、电子调速器、动机电机、动力桨片。
5.一种权利要求1至4中任意一项所述的基于安防的地面移动机器人、无人机协同作业方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，地面站系统、地面移动机器人和无人机三者建立通信链接，地面站系统发送任务指令，其包括地面站系统向空闲的地面移动机器人发送任务指令、地面站系统向空闲的无人机发送任务指令、地面站系统向空闲的地面移动机器人和无人机同时发送任务指令；
S2，响应于地面站系统向空闲的地面移动机器人发送任务，地面移动机器人移动至任务指定区域发现目标执行任务，并判断是否需要无人机支援；响应于不需要无人机支援，则地面移动机器人对任务目标进行跟踪，若地面有障碍地面移动机器人不能移动，则地面移动机器人将自身信息和任务目标发送至就近巡逻的无人机，就近巡逻的无人机继续执行任务。
6.根据权利要求5所述的基于安防的地面移动机器人、无人机协同作业方法，其特征在于，S2中响应于地面站系统向空闲的地面移动机器人发送任务，地面移动机器人与无人机协同作业的过程包括：
S21，地面移动机器人移动至任务指定区域执行任务，并对任务目标进行识别定位，将定位结果发送至地面站系统；
S22，地面站系统判断是否对任务目标进行跟踪，响应于对任务目标进行跟踪，地面站系统判断是否需要无人机支援：
响应于需要无人机支援，则地面移动机器人将自身信息和任务目标发送至就近巡逻的无人机，就近巡逻的无人机搜索检测任务目标，执行云台跟踪，若超出云台视距，则无人机调整位置继续跟踪，在任务目标超出当前无人机的任务区域时，则将任务转移至下一区域的无人机；
响应于不需要无人机支援，则地面移动机器人对任务目标进行跟踪，若地面有障碍地面移动机器人不能移动，则地面移动机器人将自身信息和任务目标发送至就近巡逻的无人机，就近巡逻的无人机继续执行任务。
7.根据权利要求6所述的基于安防的地面移动机器人、无人机协同作业方法，其特征在于，S22中所述地面移动机器人对任务目标进行跟踪的过程包括：
地面移动机器人使用两轴三光吊舱进行任务目标跟踪，当任务目标超出监测视距后，地面移动机器人规划路线进行移动跟踪，并与任务目标保持一定的距离；移动跟踪时进行障碍检测，当检测到障碍时，进行避障，若避障没有完成，则地面移动机器人将自身信息和任务目标发送至就近巡逻的无人机，无人机对任务目标进行跟踪；无人机搜索检测任务目标，执行云台跟踪，若超出云台视距，则无人机调整位置继续跟踪，在任务目标超出当前无人机的任务区域时，则将任务转移至下一区域的无人机。
8.根据权利要求6所述的基于安防的机器人、无人机协同作业方法，其特征在于，S22中地面移动机器人避障的过程包括：地面移动机器人进行障碍检测；响应于无障碍，则继续移动执行任务；响应于有障碍，则地面移动机器人记录当前状态，并建立避障地图进行避障动作，避障动作完成后，判断是否完成避障，响应于没有完成避障，则继续进行避障动作，响应于完成避障，则继续执行任务并上传避障动作至地面站系统。
9.根据权利要求5或6或7或8所述的基于安防的地面移动机器人、无人机协同作业方法，其特征在于，无人机接收到地面系统的降落指令时，判断降落指令的来源，若降落指令来自于地面操作人员的遥控器，则无人机解除当前任务并进入遥控模式，由操作人员进行遥控辅助降落至地面移动机器人的无人机搭载平台或地面上；若无人机接收到的降落指令来自于地面站设备，无人机根据自身任务完成程度，选择性降落。
10.根据权利要求8所述的基于安防的地面移动机器人、无人机协同作业方法，其特征在于，选择性降落的过程包括：无人机获取自身状态数据，判断自身任务完成情况，此时有两种状态：
若任务已经完成, 则无人机会搜索就近的地面移动机器人，并与地面移动机器人进行通信，判断该地面移动机器人能否用于降落, 直到找到可用于降落的地面移动机器人, 之后无人机根据获取的信息来规划降落航线, 并执行降落, 补充能源；
若任务没有完成，则无人机会自动检查自身的续航状态，若状态较好，则解除当前任务，并搜索就近可用的地面移动机器人，执行降落, 补充能源；若转态较差，则会向地面站系统反馈是否继续执行任务的提示，若不继续执行任务，则无人机解除任务进入降落阶段，若需要无人机继续执行任务，则该无人机会将自身的任务转移至就近停靠的备勤无人机上, 待完成后备勤无人机起飞同时该无人机返航。
基于安防的地面移动机器人、无人机协同作业系统及方法
背景技术
发明内容
所述地面移动机器人，能实时向地面站系统反馈信息，接收地面站系统指令，执行指令，能与无人机通信进行协同工作，同时为无人机提供动力补给，在每个地面移动机器人上均设有通信单元、避障及导航单元、计算控制单元、目标监测识别单元、动力单元和无人机搭载平台；
所述无人机，能实时与地面站系统通信，根据指令无人机之间通信形成编队执行指令，能与地面移动机器人通信，支援地面移动机器人，其包括主控系统、动力系统、航拍系统和定位系统。
S1，地面站系统、地面移动机器人和无人机三者建立通信链接，地面站系统发送任务指令，其包括地面站系统向空闲的地面移动机器人发送任务指令、地面站系统向空闲的无人机发送任务指令、地面站系统向空闲的地面移动机器人和无人机同时发送任务指令；
S2，响应于地面站系统向空闲的地面移动机器人发送任务，地面移动机器人移动至任务指定区域发现目标执行任务，并判断是否需要无人机支援；响应于不需要无人机支援，则地面移动机器人对任务目标进行跟踪，若地面有障碍地面移动机器人不能移动，则地面移动机器人将自身信息和任务目标发送至就近巡逻的无人机，就近巡逻的无人机继续执行任务。
S21，地面移动机器人移动至任务指定区域执行任务，并对任务目标进行识别定位，将定位结果发送至地面站系统；
S22，地面站系统判断是否对任务目标进行跟踪，响应于对任务目标进行跟踪，地面站系统判断是否需要无人机支援：
响应于需要无人机支援，则地面移动机器人将自身信息和任务目标发送至就近巡逻的无人机，就近巡逻的无人机搜索检测任务目标，执行云台跟踪，若超出云台视距，则无人机调整位置继续跟踪，在任务目标超出当前无人机的任务区域时，则将任务转移至下一区域的无人机；
响应于不需要无人机支援，则地面移动机器人对任务目标进行跟踪，若地面有障碍地面移动机器人不能移动，则地面移动机器人将自身信息和任务目标发送至就近巡逻的无人机，就近巡逻的无人机继续执行任务。
具体实施方式
所述地面站系统，能与地面移动机器人和无人机通信，控制地面移动机器人和无人机协同工作，其包括中央机房、分站点、机库和移动站；
所述地面移动机器人，能实时向地面站系统反馈信息，接收地面站系统指令，执行指令，能与无人机通信进行协同工作，同时为无人机提供动力补给，在每个地面移动机器人上均设有通信单元、避障及导航单元、计算控制单元、目标监测识别单元、动力单元和无人机搭载平台；
所述无人机，能实时与地面站系统通信，根据指令无人机之间通信形成编队执行指令，能与地面移动机器人通信，支援地面移动机器人，其包括主控系统、动力系统、航拍系统和定位系统。
分站点建成后不再移动, 即为固定站点，包括控制计算机、监控大屏和遥控器，控制计算机通过互联网从中央机房中获取该分站点所在区域的地面移动机器人和无人机数据，并将其状态实时投屏在监控大屏上, 如果出现突发状况, 如机器人故障等，控制计算机可自动获取报警消息并投射到监控大屏上, 同时控制计算机也可以对所在区域的地面移动机器人和无人机进行控制，分站点内遥控器可以临时控制地面移动机器人和机器人的运动，同时遥控器设置有身份认证授权系统，保证遥控器能被正确使用；
每个分站点均至少有一个机库, 每个机库包括遥控器、能源补给系统和维护工具，机库内所设置的遥控器仅限在机库内测试使用, 其功能权限比分站点内或移动站内的遥控器低, 能源补给系统用于给地面移动机器人和无人机补充能源,机库内的工作人员可使用维护工具对地面移动机器人和无人机进行维护；
由于无人机任务区域较大，虽然无人机自身携带的机载计算机能够起到一定的安全辅助作用, 但若在其运行过程中发生故障，就需要有后勤人员进行搜索维护, 因此设置移动站来完成该工作，移动站的载体为小型厢式货车，包括遥控器、维护工具、无线通信设备、数传设备、控制计算机、能源补给系统和备用电池，其中控制计算机能对故障无人机或地面移动机器人进行定位，移动站赶往目标点，维护人员对其进行维护补给等操作，如果不能维护，则将故障的无人机或地面移动机器人装载并带回就近分站点所在的机库进行维护。
S2，响应于地面站系统向空闲的地面移动机器人发送任务，地面移动机器人移动至任务指定区域发现目标执行任务，并判断是否需要无人机支援；响应于不需要无人机支援，则地面移动机器人对任务目标进行跟踪，若地面有障碍地面移动机器人不能移动，则地面移动机器人将自身信息和任务目标发送至就近巡逻的无人机，就近巡逻的无人机继续执行任务。
S21，地面移动机器人移动至任务指定区域执行任务，并对任务目标进行识别定位，将定位结果发送至地面站系统；
S22，地面站系统判断是否对任务目标进行跟踪，响应于对任务目标进行跟踪，地面站系统判断是否需要无人机支援，之后地面移动机器人与无人机协同作业具体过程包括：
1、地面站系统判断是否对任务目标进行跟踪；
A、响应于不对任务目标进行跟踪，则地面移动机器人继续对任务目标进行识别定位；
B、响应于对任务目标进行跟踪，地面站系统判断是否需要无人机支援；
2、地面站系统判断是否需要无人机支援；
A、响应于不需要无人机支援，则地面移动机器人使用两轴三光吊舱进行任务目标跟踪，当任务目标超出监测视距后，地面移动机器人规划路线进行移动跟踪，并与任务目标保持一定的距离；移动跟踪时进行障碍检测，当检测到障碍时，进行避障，若避障没有完成，则地面移动机器人将自身信息和任务目标发送至就近巡逻的无人机，无人机搜索检测任务目标，执行云台跟踪，若超出云台视距，则无人机调整位置继续跟踪，在任务目标超出当前无人机的任务区域时，则将任务转移至下一区域的无人机；
B、响应于需要无人机支援，则地面移动机器人将自身信息和任务目标发送至就近巡逻的无人机，无人机搜索检测任务目标，执行云台跟踪，若超出云台视距，则无人机调整位置继续跟踪，在任务目标超出当前无人机的任务区域时，则将任务转移至下一区域的无人机。
2、若任务没有完成，则无人机会自动检查自身的续航状态，若状态较好，则解除当前任务，并搜索就近可用的地面移动机器人，执行降落, 补充能源；若转态较差，则会向地面站系统反馈是否继续执行任务的提示，若不继续执行任务，则无人机解除任务进入降落阶段，若需要无人机继续执行任务，则该无人机会将自身的任务转移至就近停靠的备勤无人机上, 待完成后备勤无人机起飞同时该无人机返航。
2、若无人机接收到其他指令，无人机会先判断自身的状态，若此时无人机处于备勤状态，则不执行任何动作，并会向控制人员发出报警信号；若此时无人机处于任务状态则会进行操作信号来源的判断：
A、若信号来源为操作人员, 则无人机会记录当前所有状态，并执行控制人员的遥控动作，当操作人员在内不再向无人机发出任何控制指令, 则无人机会返回至原先记录的任务继续任务。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 在飞行器显示器上显示退化入侵者交通数据的系统和方法 | 2020-05-08 | 999 |
| 一种电缆沟与隧道巡检无人机系统 | 2020-05-18 | 215 |
| 自动化无人机系统 | 2020-05-19 | 117 |
| 基于安全才可正常运行的电动倒走机及其安全控制方法 | 2020-05-16 | 801 |
| 一种机载防撞系统目标监视跟踪性能优化方法 | 2020-05-21 | 838 |
| 基于安防的地面移动机器人、无人机协同作业系统及方法 | 2020-05-12 | 602 |
| 一种机载防撞系统的硬件死机检测及复位方法 | 2020-05-13 | 534 |
| 多无人机机场空域管控方法、系统及装置 | 2020-05-23 | 913 |
| 一种基于误差理论的高精度航空器自动近地防撞系统地形扫描方法 | 2020-05-16 | 883 |
| 一种土石方智能碾压系统 | 2020-05-25 | 876 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
