1.一种模块化小型侦察机器人,其特征在于,包括:距离传感器模块、遥控操作模块和速度限制模块,所述速度限制模块包括:热成像模块、图像比对模块和数据处理模块,
所述距离传感器模块,一方面测量侦察机器人自身与侦察目标的距离s1,另一方面对周边是否存有障碍物进行判断,并测量侦察机器人自身距离障碍物的距离s2;
所述遥控操作模块,用于对侦察机器人的行动轨迹进行控制;
所述热成像模块,对周边环境进行热成像采集,并对采集的数据进行实时分析;
所述图像对比模块,获取热成像模块分析的结果,将结果与第一预设值进行比较,
当热成像模块分析的结果大于等于第一预设值时,则进行图像采集,
当热成像模块分析的结果小于第一预设值时,则不对图像进行采集,
在对图像进行采集后,图像对比模块会对采集的图像进行数据处理,并将处理的数据与对比数据库进行匹配;
所述数据处理模块,根据距离传感器模块中侦察机器人自身与侦察目标的距离、图像对比模块中最终的匹配结果对侦察机器人的速度进行限制,求取机器人移动时的限速。
2.根据权利要求1所述的一种模块化小型侦察机器人,其特征在于:所述距离传感器模块包括定位单元和障碍物检测单元,
所述定位单元通过该单元内部的定位传感器对自身位置进行定位,并根据自身定位及侦察目标位置计算两者之间的距离s1;
所述障碍物检测单元通过该单元内部的超声波发射传感器向周围每隔第一单位时间发射一次超声波信号,然后通过判断超声波发射传感器发射信号后的第二单位时间内,分布于该侦察机器人正前方及正后方的超声波接收传感器是否接收到反馈信号来判断该侦察机器人周围是否存在障碍物。
3.根据权利要求2所述的一种模块化小型侦察机器人,其特征在于:若所述障碍物检测单元判定存在障碍物时,则获取该障碍物相对于该侦察机器人当前位置所在的方向及距离s2,
所述该障碍物相对于该侦察机器人位置所在的方向是通过该侦察机器人上接收到超声波信号的超声波传感器的位置进行判断的,不同位置的超声波接收传感器对应的障碍物方向不同,
所述该障碍物相对于该侦察机器人当前位置的距离s2是通过从超声波发射传感器发射超声波信号到超声波接收传感器接收到反馈信号的时间t来计算的,因为超声波在空气中的传播速度为340m/s,即s2=340·t/2,
对该障碍物相对于该侦察机器人当前位置所在的方向及距离s2进行判断,
当s2小于等于第二预设值时,则判定周边存在的障碍物对该侦察机器人有影响,同时对该侦察机器人的可移动方向进行限制,遥控操作模块无法控制该侦察机器人向该障碍物所在方向进行移动,但其它方向不受限制,可以正常控制,
当s2大于第二预设值时,则判定数据正常。
4.根据权利要求1所述的一种模块化小型侦察机器人,其特征在于:所述热成像模块包括热成像传感器,所述热成像传感器检测的是物体的辐射能量,但因为其辐射能量与物体温度的四次方成正比,因此可以通过热成像模块间接获取周围环境的温度,
计算同一时间内热成像模块获取的周围环境的温度信息,将计算的温度信息与预制的温度区间进行匹配,统计各个温度区间中的个数a,通过将a值与第三预设值进行对比,判断各个温度区间的有效性,
当a大于等于第三预设值时,则该a对应的温度区间有效,
当a小于第三预设值时,则该a对应的温度区间无效,
统计所有有效温度区间,并计算各个有效温度区间中对应温度数据的平均值d,提取所有d值中的最大值与最小值,计算最大值与最小值的差值c。
5.根据权利要求4所述的一种模块化小型侦察机器人,其特征在于:所述图像对比模块,获取热成像模块分析的结果,即差值c,将c与第一预设值进行比较,
当c小于第一预设值时,则判定周环境正常,无需通过图像对比模块中的摄像头对周围环境进行图像采集;
当c大于等于第一预设值时,则判定周围环境异常,需要通过图像对比模块中的摄像头对周围环境进行图像采集,所述图像采集的目标为热成像模块平均值d最大的有效温度区间中与最大d值最接近的温度数据对应的物体,同时需要通过距离传感器模块测量侦察机器人自身与该物体的距离s3,
对采集的目标图像进行数据处理,计算图像中各个像素点的r、g、b值,分别计算相邻两像素点内对应r、g、b值差值的绝对值k1、k2、k3,计算k1、k2、k3三者的和k4,将k4与第四预设值比较,
当k4小于第四预设时,则数据正常,
当k4大于等于第四预设值时,则对这两个像素点进行标记,
统计图像中所有标记的像素点的相对位置及所有标记的像素点构成的轮廓,将所得轮廓与对比数据库中的对比数据进行比较,判断该轮廓对应的物体类别,并根据物体的类别,与对比数据库进一步比较,判断该物体类别是否为活动动静大的物体类别。
6.根据权利要求5所述的一种模块化小型侦察机器人,其特征在于:所述图像对比模块中所得轮廓与对比数据库中的对比数据具体的比较方式为:
s1、分别选取轮廓与对比数据中最左边像素点中的最上方一个点,将两者选取的点进行重合,并以该重合的点为原点,以水平向右的方向为x轴正方向,以竖直向上的方向为y轴,建立平面直角坐标系;
s2、对轮廓进行等比缩放,使得轮廓与对比数据中最右边像素点中最下方的一个点进行重合;
s3、从坐标原点出发,按从左到右的顺序分别计算轮廓上各像素点的坐标与对比数据中对应像素点的坐标之间的距离之和;
s4、将步骤s3中所得的距离之和与第一阈值进行比较,当距离之和大于等于第一阈值时,判定该轮廓与该对比数据相符,根据该对比数据对应的物体类别,进而获取该轮廓对应的物体类别,当距离之和小于第一阈值时,判定该轮廓与该对比数据不相符。
7.根据权利要求5所述的一种模块化小型侦察机器人,其特征在于:所述活动动静大的物体类别为预制的被惊动时活动范围超过第二阈值且产生的声音超过第三阈值的物体类别。
8.根据权利要求5所述的一种模块化小型侦察机器人,其特征在于:所述数据处理模块包括隐匿侦察单元和快速侦察单元,
所述快速侦察单元不对侦察机器人的速度进行限制;
所述隐匿侦察单元会根据侦察机器人自身与侦察目标的距离s1、是否进行图像采集、图像对比模块分析出的物体类别及侦察机器人自身与该物体的距离s3这四个因素对侦察机器人的速度进行限制,
在考虑侦察机器人自身与侦察目标的距离s1这个因素时,通过计算s1与第五预设值p之间的差值,并将所得差值与每单位距离对侦察机器人速度的影响系数h相乘,进而获取s1对侦察机器人速度的影响值f(s1),即f(s1)=h·(p-s1),
所述h的值是变化的,
当p-s1≤0时,h的值为0,
当p-s1>0时,h的值为h1,所述h1为固定常数;
在考虑图像对比模块分析出的物体类别及侦察机器人自身与该物体的距离s3这两个因素时,根据物体类别的差异与s3大小的不同均会导致结果不同,所述不同的类别对应不同的物体类别系数q,
当物体类别是否为活动动静大的物体类别时,q的值不为0;反之,q等于0,
获取物体类别系数q及s3共同对侦察机器人速度的影响值g(q,s3),
即
9.根据权利要求8所述的一种模块化小型侦察机器人,其特征在于:所述机器人移动时的限速v=v1-f(s1)-j·g(q,s3),
所述v1为正常状态下侦察机器人移动时的限速,
所述j的值为0或1,
当j=0时,表示图像对比模块未进行图像采集,
当j=0时,表示图像对比模块已进行图像采集,
即