基于掃地機(jī)器人的大數(shù)據(jù)監(jiān)控及制圖的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及空間信息技術(shù)，尤其涉及基于掃地機(jī)器人的大數(shù)據(jù)監(jiān)控及制圖的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]掃地機(jī)器人已廣泛投入使用，通過感應(yīng)器，偵測障礙物，如碰到墻壁或其他障礙物，自行轉(zhuǎn)彎并依不同規(guī)則設(shè)定，通過不同路線行走，全面覆蓋區(qū)域。通過電磁脈沖自動(dòng)掃描或超聲波反射等方式，機(jī)器人會(huì)自動(dòng)形成房間的關(guān)鍵信息，如房間面積和結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)自己所處的位置和房屋的結(jié)構(gòu)自動(dòng)制定行走計(jì)劃，配合機(jī)身設(shè)定控制路徑，在室內(nèi)反復(fù)行走，如沿邊、集中、隨機(jī)、直線行走等。
[0003]對(duì)于大型空間內(nèi)的活動(dòng)對(duì)象，特別針對(duì)室內(nèi)目標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，目前多依賴固定位置的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，無法有效獲取手機(jī)用戶、網(wǎng)絡(luò)用戶等相關(guān)信息，難以針對(duì)監(jiān)控目標(biāo)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化、快速到達(dá)和定位跟蹤，無法開展基于多源大數(shù)據(jù)的目標(biāo)關(guān)聯(lián)搜索與定位追蹤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本專利提供一種具有動(dòng)態(tài)監(jiān)控能力且基于掃地機(jī)器人的大數(shù)據(jù)監(jiān)控及制圖的系統(tǒng)及方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0006]基于掃地機(jī)器人的大數(shù)據(jù)監(jiān)控及制圖的系統(tǒng)，包括:
[0007]掃地機(jī)器人，所述掃地機(jī)器人通過感應(yīng)器和超聲波感應(yīng)系統(tǒng)自動(dòng)偵測障礙物，自行閃避碰撞和轉(zhuǎn)彎移動(dòng)；
[0008]定位模塊，所述定位模塊安裝于所述掃地機(jī)器人上，用于與定位服務(wù)器和控制點(diǎn)相結(jié)合；
[0009]控制點(diǎn)，所述控制點(diǎn)安裝于室內(nèi)(外)關(guān)鍵位置，所述控制點(diǎn)與所述定位服務(wù)器、所述定位模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，用于動(dòng)態(tài)獲取機(jī)器人的空間信息，并可實(shí)現(xiàn)基于人工控制或自動(dòng)導(dǎo)航運(yùn)動(dòng)；
[0010]定位服務(wù)器，所述定位服務(wù)器信號(hào)連接于所述定位模塊和所述控制點(diǎn)，且以三點(diǎn)定位為基礎(chǔ)，通過內(nèi)置程序計(jì)算所述定位模塊及所述控制點(diǎn)的相對(duì)位置，從而獲取所述掃地機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中的時(shí)空坐標(biāo)及行走路線；
[0011]數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，所述數(shù)字?jǐn)z像機(jī)用于同步拍攝視頻，且與位置信息相融合，獲取室內(nèi)(外)人群及環(huán)境影像信息；
[0012]基站模擬器，所述基站模擬器安裝于所述掃地機(jī)器人上，并通過掃地機(jī)器人供電，用于偵察當(dāng)前目標(biāo)區(qū)域載頻信息，然后發(fā)射相同頻率的偽導(dǎo)頻、同步及尋呼信號(hào)，尋呼一定范圍內(nèi)的手機(jī)用戶，通過調(diào)整發(fā)射功率等，讓目標(biāo)手機(jī)切換或重選到其信號(hào)區(qū)內(nèi)，通過MSC和BSC的信令模擬，完成對(duì)目標(biāo)手機(jī)的號(hào)碼及位置識(shí)別；
[0013]WIFI搜索器，所述WIFI搜索器安裝于所述掃地機(jī)器人上，內(nèi)置搜索記錄軟件，判斷周邊WiFi信號(hào)及相關(guān)屬性；
[0014]控制中心，所述控制中心用于將同步獲取的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的WiFi熱點(diǎn)、手機(jī)信號(hào)、視頻數(shù)據(jù)，并顯示于屏幕之上，對(duì)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)進(jìn)行有效監(jiān)控；
[0015]GIS服務(wù)器，將獲取的視頻數(shù)據(jù)、手機(jī)數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)及其組合的大數(shù)據(jù)綜合采集按其空間位置添加至GIS服務(wù)器，并制作相關(guān)視頻、網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)用戶動(dòng)態(tài)分布地圖。
[0016]在一些實(shí)施例中，還包括安裝于所述掃地機(jī)器人上且信號(hào)連接于所述定位服務(wù)器的慣性傳感器定位模塊，所述慣性傳感器定位模塊根據(jù)機(jī)器人的初始位置，通過慣性變換獲取數(shù)據(jù)，加入模型算法，跟蹤所述掃地機(jī)器人的位置變化，進(jìn)行輔助導(dǎo)航，彌補(bǔ)或校正其他空間定位方位的不足。
[0017]具體地，所述慣性傳感器定位模塊包括加速度傳感器、陀螺儀、磁力傳感器以及其他慣性傳感器。
[0018]具體地，所述定位模塊、定位服務(wù)器及控制點(diǎn)通過GPS、北斗、手機(jī)基站、無線局域網(wǎng)等室外定位方法以及偽衛(wèi)星、無線局域網(wǎng)、射頻標(biāo)簽、超寬帶無線電、超聲波等室內(nèi)定位方法中的一種或多種以及其他人工測度方式來獲取機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的空間位置信息。
[0019]具體地，所述基站模擬器包括主機(jī)和電腦，可搜取以基站模擬器為中心一定半徑范圍內(nèi)的手機(jī)卡及位置信息，所述基站模擬器的主機(jī)和電腦之間通過無線電數(shù)據(jù)鏈或WIFI實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制及數(shù)據(jù)傳輸。
[0020]具體地，所述基站模擬器的主機(jī)由信號(hào)處理單元、操控平臺(tái)、系統(tǒng)總控平臺(tái)、天線和電源等組成。
[0021]在一些實(shí)施例中，所述掃地機(jī)器人上還包括WIFI熱點(diǎn)模擬器，通過WIFI路由器，建立虛擬熱點(diǎn)，將相關(guān)空間范圍內(nèi)WIFI用戶吸引入網(wǎng)，并啟用控制中的抓包工具獲取用戶網(wǎng)絡(luò)信息。
[0022]在一些實(shí)施例中，所述掃地機(jī)器人上還包括視頻地圖服務(wù)器，對(duì)獲取的定位視頻加以處理，完成室內(nèi)(外)視頻地圖的繪制。
[0023]在一些實(shí)施例中，所述掃地機(jī)器人上還包括云臺(tái)，所述云臺(tái)在所述掃地機(jī)器人上可上下升降、水平旋轉(zhuǎn)，用于對(duì)室內(nèi)(外)掃描拍攝。
[0024]另外，基于掃地機(jī)器人的大數(shù)據(jù)監(jiān)控及制圖的方法，包括下述步驟:
[0025]所述掃地機(jī)器人根據(jù)預(yù)先設(shè)定的線路或在人工遙控下，實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)(外)區(qū)域的全覆蓋掃描；
[0026]將基站模擬器的主機(jī)及天線集成微縮化，安裝于掃地機(jī)器人上，并通過掃地機(jī)器人的電池供電；
[0027]安裝WIFI搜索器，內(nèi)置搜索記錄軟件，判斷周邊WiFi信號(hào)及相關(guān)屬性，包括SSID、Signal等，將上述信息存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)卡中，或通過無線電數(shù)據(jù)鏈、WIFI傳輸至控制中心；
[0028]安裝數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，獲取人群及環(huán)境影像信息，存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)卡中，或通過無線電數(shù)據(jù)鏈、WIFI傳輸至控制中心；
[0029]將獲取的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的WiFi熱點(diǎn)、手機(jī)信號(hào)、視頻數(shù)據(jù)按時(shí)空坐標(biāo)集成存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)卡內(nèi)，通過無線電數(shù)據(jù)鏈、WIFI傳送到控制中心，并顯示于屏幕之上，對(duì)區(qū)域內(nèi)目標(biāo)進(jìn)行有效監(jiān)控；
[0030]將視頻數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、手機(jī)數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)及其組合的大數(shù)據(jù)綜合采集按其空間位置添加至GIS服務(wù)器，并制作相關(guān)視頻、網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)用戶動(dòng)態(tài)分布地圖。
[0031]本發(fā)明提供的基于掃地機(jī)器人的大數(shù)據(jù)監(jiān)控及制圖的系統(tǒng)及方法，通過在掃地機(jī)器人上安裝定位模塊，使其可以通過超聲波與碰撞感應(yīng)，自動(dòng)走遍室內(nèi)(外)位置，其中定位模塊與定位服務(wù)器相及控制點(diǎn)相結(jié)合，可到達(dá)室內(nèi)(外)基于設(shè)定線路或人工遙控下的任意位置(根據(jù)所處位置和房屋結(jié)構(gòu)特征，自動(dòng)制定行走計(jì)劃、反復(fù)行走，如沿邊、集中、隨機(jī)、直線等)，從而完成對(duì)室內(nèi)(外)的全方位掃描。
[0032]同時(shí)，定位服務(wù)器信號(hào)連接于定位模塊，且以三點(diǎn)定位為基礎(chǔ)，通過內(nèi)置程序計(jì)算定位模塊及控制點(diǎn)的相對(duì)位置，從而獲取掃地機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過程中的時(shí)空坐標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，在機(jī)器人上加裝數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、基站模擬器、WIFI搜索器和控制中心，實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)、手機(jī)數(shù)據(jù)、WIFI數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)及其組合的大數(shù)據(jù)綜合采集與關(guān)聯(lián)分析，通過無線電數(shù)據(jù)鏈、WIFI與控制中心保持實(shí)時(shí)通信與數(shù)據(jù)傳輸，對(duì)區(qū)域及目標(biāo)對(duì)象形成動(dòng)態(tài)監(jiān)控，彌補(bǔ)單一監(jiān)控方式之不足，同時(shí)疊加派生有效信息，提高搜索監(jiān)控的準(zhǔn)確性，且可制作區(qū)域視頻地圖、手機(jī)用戶分布地圖、WIFI用戶分布地圖。
【附圖說明】
[0033]圖1是本發(fā)明提供的基于掃地機(jī)器人的大數(shù)據(jù)監(jiān)控及制圖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖2是本發(fā)明提供的基于掃地機(jī)器人的大數(shù)據(jù)監(jiān)控及制圖系統(tǒng)的基站模擬器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖3是本發(fā)明提供的基于掃地機(jī)器人的大數(shù)據(jù)監(jiān)控及制圖方法的步驟流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清晰，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0037]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種基于掃地機(jī)器人的大數(shù)據(jù)監(jiān)控及制圖的系統(tǒng)，其特征在于，包括:掃地機(jī)器人100、定位模塊110、控制點(diǎn)120、定位服務(wù)器130、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)140、基站模擬器150、WIFI搜索器160、控制中心170和GIS服務(wù)器180。
[0038]其中，所述掃地機(jī)器人100具有無障礙運(yùn)動(dòng)能力，能自行閃避碰撞、轉(zhuǎn)彎移動(dòng)或在碰撞后改變行進(jìn)方向，實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)(外)區(qū)域全覆蓋掃描?？梢岳斫獾?，掃地機(jī)器人100通過感應(yīng)器和超聲波感應(yīng)系統(tǒng)自動(dòng)偵測障礙物等方式，自動(dòng)形成房間的關(guān)鍵信息，如房間面積和結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)自己所處的位置和房屋的結(jié)構(gòu)自動(dòng)制定行走計(jì)劃，配合機(jī)身設(shè)定控制路徑(實(shí)際中可以根據(jù)所處位置和房屋結(jié)構(gòu)特征，自動(dòng)制定行走計(jì)劃并反復(fù)行走，如沿邊、集中、隨機(jī)、直線等)，從而完成室內(nèi)(外)的全面覆蓋。
[0039]進(jìn)一步地，所述定位模塊110安裝于掃地機(jī)器人100上，用于與定位服務(wù)器130和控制點(diǎn)120相結(jié)合，對(duì)室內(nèi)(外)環(huán)境開展基于設(shè)定線路或人工遙控下的全方位掃描。
[0040]進(jìn)一步地，所述控制點(diǎn)120安裝于室內(nèi)(外)關(guān)鍵位置，控制點(diǎn)120與定位服務(wù)器130、定位模塊110進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，用于動(dòng)態(tài)獲取掃地機(jī)器人100的空間信息，并可實(shí)現(xiàn)基于人工控制或自動(dòng)導(dǎo)航運(yùn)動(dòng)。
[0041]進(jìn)一步地，所述定位服務(wù)器130信號(hào)連接于定位模塊110和控制點(diǎn)120，且以三點(diǎn)定位為基礎(chǔ)，通過內(nèi)置程序計(jì)算定位模塊110及所述控制點(diǎn)120的相對(duì)位置，從而獲取掃地機(jī)器人100運(yùn)動(dòng)過程中的時(shí)空坐標(biāo)及行走路線。
[0042]具體地，定位模塊110、定位服務(wù)器130及控制點(diǎn)120通過GPS、北斗、手機(jī)基站、無線局域網(wǎng)等室外定位方法，以及偽衛(wèi)星、無線局域網(wǎng)、射頻標(biāo)簽、超寬帶無線電、超聲波等室內(nèi)定位方法中的一種或多種以及其他人工測度方式來獲取機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的空間位置信息。可以理解，為提高準(zhǔn)確性，可采取上述兩種以上相結(jié)合的集成定位方式。
[0043]進(jìn)一步地，所述數(shù)字?jǐn)z像機(jī)140用于同步拍攝視頻，且與位置信息相融合，獲取室內(nèi)(外)人群及環(huán)境影像信息，在實(shí)際中，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)140可以采用云臺(tái)式高清攝像機(jī)或者全景攝像機(jī)代替。具體地，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)140通過無線電數(shù)據(jù)鏈、WIFI或數(shù)據(jù)卡等方式，將同步拍攝的視頻傳輸至控制中心170。
[0044]請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D2，進(jìn)一步地，所述基站模擬器150安裝于掃地機(jī)器人100上，并通過掃地機(jī)器人100供電，用于偵察當(dāng)前目標(biāo)區(qū)域載頻信息，然后發(fā)射相同頻率的偽導(dǎo)頻、同步及尋呼信號(hào)，尋呼一定范圍內(nèi)的手機(jī)用戶，通過調(diào)整發(fā)射功率等，讓目標(biāo)手機(jī)切換或重選到其信號(hào)區(qū)內(nèi)，通過MSC和BSC的信令模擬，完成對(duì)目標(biāo)