智能安防機(jī)器人概述

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本篇文章主要關(guān)注基于安防任務(wù)的機(jī)器人,筆者為我們?cè)敿?xì)介紹了安防機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀、類(lèi)別以及它的技術(shù)難點(diǎn)。

安防行業(yè)是隨著現(xiàn)代社會(huì)安全需求應(yīng)運(yùn)而生的產(chǎn)業(yè)??梢哉f(shuō),社會(huì)只要還有犯罪和不安定因素存在,安防行業(yè)就會(huì)存在并發(fā)展。事實(shí)證明,社會(huì)犯罪率往往并不因社會(huì)的發(fā)展、經(jīng)濟(jì)的繁榮而減少。

縱觀安防行業(yè)發(fā)展歷程,主要是圍繞著視頻監(jiān)控在不斷改革升級(jí),至今共經(jīng)歷過(guò)五次變革,“看得到、看得遠(yuǎn)、看得清”一直是推動(dòng)行業(yè)進(jìn)步的主要因素。

自2015年AI技術(shù)的產(chǎn)品化引入,使得行業(yè)從被動(dòng)監(jiān)控向主動(dòng)識(shí)別過(guò)度,“看得懂”成為了視頻監(jiān)控產(chǎn)品的主旋律;2016年、2017年通過(guò)國(guó)家大力建設(shè)和企業(yè)積極創(chuàng)新的共同作用,2018年智能安防行業(yè)進(jìn)入快速落地階段,科技開(kāi)始真正賦能產(chǎn)業(yè)。隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,安防行業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品也開(kāi)始不斷在市場(chǎng)上涌現(xiàn)。

整體安防產(chǎn)業(yè)鏈如圖所示:

安防機(jī)器人基本現(xiàn)狀

從2013年起中國(guó)就已經(jīng)成為了世界上最大機(jī)器人市場(chǎng),未來(lái)10-15年有絕大可能仍將保持在這一位置。而在研發(fā)投入上,中國(guó)也下了不少力度。據(jù)IDC預(yù)測(cè):2018年全球機(jī)器人和無(wú)人機(jī)解決方案的支出將達(dá)到1031億美元,其中機(jī)器人技術(shù)支出將達(dá)到940億美元,占整個(gè)2017-2021年預(yù)測(cè)支出的90%以上。

其中,工業(yè)機(jī)器人解決方案將占機(jī)器人支出的最大份額超過(guò)70%,其次是服務(wù)機(jī)器人和消費(fèi)機(jī)器人。同時(shí),中國(guó)擁有著機(jī)器人產(chǎn)業(yè)完整的產(chǎn)業(yè)鏈條,因此,守著億萬(wàn)級(jí)的安防市場(chǎng)蛋糕,在國(guó)家天網(wǎng)工程和雪亮工程的大環(huán)境下,結(jié)合著中國(guó)機(jī)器人完善的產(chǎn)業(yè)鏈條,安防機(jī)器人可以說(shuō)站在了產(chǎn)業(yè)和行業(yè)兩個(gè)風(fēng)口上。

具有巨大需求缺口的安防行業(yè),似乎正成為服務(wù)機(jī)器人的新方向。安防機(jī)器人在一定程度上替代視頻監(jiān)控和安保人員,成為無(wú)人安防領(lǐng)域的一種選擇。

在一些特殊作業(yè)領(lǐng)域,借助智能機(jī)器人的可以移動(dòng)特征,可以有效監(jiān)測(cè)環(huán)境中出現(xiàn)的異常情況。

舉個(gè)示例:電力線(xiàn)巡檢機(jī)器人,可以搭載紅外溫度傳感攝像頭,對(duì)整個(gè)作業(yè)區(qū)域的電力設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè),一旦出現(xiàn)異常情況,上報(bào)告警至監(jiān)控平臺(tái)。

對(duì)電力設(shè)備的溫度檢測(cè)采用人工或者全線(xiàn)鋪設(shè)廣泛監(jiān)測(cè)裝置的方式,不是很好解決辦法:人工巡檢存在管理上風(fēng)險(xiǎn),漏檢、未檢、巡檢人身安全都是作業(yè)過(guò)程中存在的問(wèn)題,全線(xiàn)鋪設(shè)方式,一次投入的成本過(guò)大,變更場(chǎng)地不夠靈活。

采用智能巡檢機(jī)器人,可以柔性投入,機(jī)器人按照設(shè)定的巡檢路線(xiàn)進(jìn)行作業(yè),不存在漏檢、未檢的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)機(jī)器人能夠全天候作業(yè),按照巡檢任務(wù)全勤進(jìn)行線(xiàn)路監(jiān)控。

安防機(jī)器人類(lèi)別

安防智能機(jī)器人根據(jù)使用場(chǎng)景可分為,兩種主要的場(chǎng)景:封閉環(huán)境、開(kāi)放環(huán)境。

封閉環(huán)境的應(yīng)用領(lǐng)域主要有:機(jī)房巡檢(數(shù)據(jù)中心、電信機(jī)房等)、電商倉(cāng)庫(kù)、電力巡檢(變電站、輸配線(xiàn)路、核電站等)。

開(kāi)放環(huán)境的應(yīng)用領(lǐng)域主要有:軌道交通、景區(qū)、工業(yè)園區(qū)、住宅小區(qū)等。

應(yīng)用在開(kāi)放環(huán)境中巡檢機(jī)器人對(duì)導(dǎo)航的精準(zhǔn)度和專(zhuān)業(yè)檢測(cè)、報(bào)警能力有更高要求。使用的機(jī)器人智能檢測(cè)基礎(chǔ)能力包括:煙火檢測(cè)、高溫告警、異常聲音告警等;巡邏機(jī)器人因使用場(chǎng)景豐富,所以需求空間更大,由于需要暴露在開(kāi)放的室外,所以對(duì)導(dǎo)航穩(wěn)定性、流暢性,本體魯棒性等方面有很大的要求。

巡檢機(jī)器人完成的任務(wù)主要包括、人臉識(shí)別、人體檢測(cè)、輛檢測(cè)及識(shí)別、煙火檢測(cè)、異常行為分析以及人證核驗(yàn)、語(yǔ)音交互與語(yǔ)義分析等。

技術(shù)及難點(diǎn)

智能安防機(jī)器人是實(shí)現(xiàn)主動(dòng)安防的一次新突破,借助智能機(jī)器人的技術(shù)特征可達(dá)到巡檢、巡邏、監(jiān)控三者三位一體相輔相成。

智能安防機(jī)器人的核心技術(shù)包括本體的低速無(wú)人駕駛技術(shù)(由底盤(pán)技術(shù)、傳感器組合和自主導(dǎo)航 SLAM 技術(shù)組成)、以計(jì)算機(jī)視覺(jué)為主的VSLAM技術(shù)、人工智能視頻分析技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸、云平臺(tái)管控相關(guān)技術(shù)。尤其是5G應(yīng)用逐漸開(kāi)始商用,將來(lái)智能巡檢機(jī)器人借助5G特征可以完成更多任務(wù)。

在落地應(yīng)用中安防智能機(jī)器人有兩大技術(shù)難點(diǎn),一是如何保證 SLAM 技術(shù)在動(dòng)態(tài)導(dǎo)航中的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性;二是如何保證在光照強(qiáng)弱不一、惡劣天氣情況,以及多移動(dòng)目標(biāo)等復(fù)雜場(chǎng)景下,機(jī)器智能技術(shù)的可用性。

目前智能安防機(jī)器人還無(wú)法實(shí)現(xiàn)自學(xué)、自理、自決 等完全智能的能力, 但已經(jīng)具備了目標(biāo)檢測(cè)、物體識(shí)別、環(huán)境感知、多模態(tài)交互等基本的分析判定功能,未來(lái)相關(guān)技術(shù)的突破還有賴(lài)于學(xué)術(shù)成果落地,以及市場(chǎng)的實(shí)際需求的推動(dòng)。

安防智能機(jī)器人系統(tǒng)構(gòu)成包括機(jī)器人硬件、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、機(jī)器人云平臺(tái)、 可拓展設(shè)備,以及充電裝置 。其中機(jī)器人本體近年來(lái)不斷增加邊緣計(jì)算能力,多采用 CPU+GPU 的芯片模式;網(wǎng)絡(luò)傳輸方面多為視頻傳輸需求和命令控制類(lèi)要求,使用包括 WiFi 、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)(4G、5G)、BLE通信、LoRA等多渠道傳輸。

云平臺(tái)主要作用是多機(jī)器人管理調(diào)度、應(yīng)急控制、業(yè)務(wù)處理、視頻分析、數(shù)據(jù)報(bào)表、安全態(tài)勢(shì)分析、第三方數(shù)據(jù)平臺(tái)接入等,是開(kāi)放性合作的重要載體。安防智能機(jī)器人在落地部署方面 主要包括 機(jī)器人運(yùn)行環(huán)境勘察 、 制定網(wǎng)絡(luò)部署方案 、 制定機(jī)器人巡檢 巡邏方案 、 機(jī)器人建圖 ,以及機(jī)器人巡檢巡邏路徑 和 工作目標(biāo)設(shè)定 。

目前智能安防機(jī)器系統(tǒng)尚且不是很完善:前期部署需要較多的成本投入,實(shí)際交付中對(duì)技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)的要求較高,需要技術(shù)支持人員對(duì)機(jī)器人的各項(xiàng)功能,對(duì)各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)特性,技術(shù)團(tuán)隊(duì)對(duì)工程實(shí)施能夠熟悉掌握。

針對(duì)不同的行業(yè)特征,所需要了解的部署方式不同,要求機(jī)器人公司有比較深刻的行業(yè)洞察,未來(lái)隨著機(jī)器人整體系統(tǒng)的完善穩(wěn)定化,部署過(guò)程會(huì)越來(lái)越簡(jiǎn)單。

 

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  1. 厲害了,最原始的資料出處被你發(fā)現(xiàn)了

    來(lái)自廣東 回復(fù)
  2. 糾正一個(gè)錯(cuò)誤,元器件標(biāo)注圖片中,激光雷達(dá)標(biāo)注錯(cuò)誤,應(yīng)該是超聲,用于檢測(cè)正前方障礙物的;而激光雷達(dá)應(yīng)該在激光導(dǎo)航模塊中

    另外途中的機(jī)器人輪子沒(méi)有懸架設(shè)計(jì),轉(zhuǎn)彎的時(shí)候只能靠四輪原地轉(zhuǎn)動(dòng),這種方式會(huì)對(duì)輪胎造成嚴(yán)重磨損

    來(lái)自上海 回復(fù)
    1. 看來(lái)是行內(nèi)人啊,確實(shí)標(biāo)注錯(cuò)誤。不過(guò)輪式機(jī)器人目前設(shè)計(jì)方式通常都是差速輪原地旋轉(zhuǎn)方式。為了降低結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)難度,同時(shí)用差速原地轉(zhuǎn)圈可以實(shí)現(xiàn)狹窄通道原地掉頭,控制方面也比較容易實(shí)現(xiàn)。

      回復(fù)