智能安防機器人概述

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本篇文章主要關注基于安防任務的機器人,筆者為我們詳細介紹了安防機器人的發展現狀、類別以及它的技術難點。

安防行業是隨著現代社會安全需求應運而生的產業??梢哉f,社會只要還有犯罪和不安定因素存在,安防行業就會存在并發展。事實證明,社會犯罪率往往并不因社會的發展、經濟的繁榮而減少。

縱觀安防行業發展歷程,主要是圍繞著視頻監控在不斷改革升級,至今共經歷過五次變革,“看得到、看得遠、看得清”一直是推動行業進步的主要因素。

自2015年AI技術的產品化引入,使得行業從被動監控向主動識別過度,“看得懂”成為了視頻監控產品的主旋律;2016年、2017年通過國家大力建設和企業積極創新的共同作用,2018年智能安防行業進入快速落地階段,科技開始真正賦能產業。隨著自動駕駛技術相關產業鏈發展,安防行業機器人產品也開始不斷在市場上涌現。

整體安防產業鏈如圖所示:

安防機器人基本現狀

從2013年起中國就已經成為了世界上最大機器人市場,未來10-15年有絕大可能仍將保持在這一位置。而在研發投入上,中國也下了不少力度。據IDC預測:2018年全球機器人和無人機解決方案的支出將達到1031億美元,其中機器人技術支出將達到940億美元,占整個2017-2021年預測支出的90%以上。

其中,工業機器人解決方案將占機器人支出的最大份額超過70%,其次是服務機器人和消費機器人。同時,中國擁有著機器人產業完整的產業鏈條,因此,守著億萬級的安防市場蛋糕,在國家天網工程和雪亮工程的大環境下,結合著中國機器人完善的產業鏈條,安防機器人可以說站在了產業和行業兩個風口上。

具有巨大需求缺口的安防行業,似乎正成為服務機器人的新方向。安防機器人在一定程度上替代視頻監控和安保人員,成為無人安防領域的一種選擇。

在一些特殊作業領域,借助智能機器人的可以移動特征,可以有效監測環境中出現的異常情況。

舉個示例:電力線巡檢機器人,可以搭載紅外溫度傳感攝像頭,對整個作業區域的電力設備進行監測,一旦出現異常情況,上報告警至監控平臺。

對電力設備的溫度檢測采用人工或者全線鋪設廣泛監測裝置的方式,不是很好解決辦法:人工巡檢存在管理上風險,漏檢、未檢、巡檢人身安全都是作業過程中存在的問題,全線鋪設方式,一次投入的成本過大,變更場地不夠靈活。

采用智能巡檢機器人,可以柔性投入,機器人按照設定的巡檢路線進行作業,不存在漏檢、未檢的風險。同時機器人能夠全天候作業,按照巡檢任務全勤進行線路監控。

安防機器人類別

安防智能機器人根據使用場景可分為,兩種主要的場景:封閉環境、開放環境。

封閉環境的應用領域主要有:機房巡檢(數據中心、電信機房等)、電商倉庫、電力巡檢(變電站、輸配線路、核電站等)。

開放環境的應用領域主要有:軌道交通、景區、工業園區、住宅小區等。

應用在開放環境中巡檢機器人對導航的精準度和專業檢測、報警能力有更高要求。使用的機器人智能檢測基礎能力包括:煙火檢測、高溫告警、異常聲音告警等;巡邏機器人因使用場景豐富,所以需求空間更大,由于需要暴露在開放的室外,所以對導航穩定性、流暢性,本體魯棒性等方面有很大的要求。

巡檢機器人完成的任務主要包括、人臉識別、人體檢測、輛檢測及識別、煙火檢測、異常行為分析以及人證核驗、語音交互與語義分析等。

技術及難點

智能安防機器人是實現主動安防的一次新突破,借助智能機器人的技術特征可達到巡檢、巡邏、監控三者三位一體相輔相成。

智能安防機器人的核心技術包括本體的低速無人駕駛技術(由底盤技術、傳感器組合和自主導航 SLAM 技術組成)、以計算機視覺為主的VSLAM技術、人工智能視頻分析技術和網絡傳輸、云平臺管控相關技術。尤其是5G應用逐漸開始商用,將來智能巡檢機器人借助5G特征可以完成更多任務。

在落地應用中安防智能機器人有兩大技術難點,一是如何保證 SLAM 技術在動態導航中的穩定性和準確性;二是如何保證在光照強弱不一、惡劣天氣情況,以及多移動目標等復雜場景下,機器智能技術的可用性。

目前智能安防機器人還無法實現自學、自理、自決 等完全智能的能力, 但已經具備了目標檢測、物體識別、環境感知、多模態交互等基本的分析判定功能,未來相關技術的突破還有賴于學術成果落地,以及市場的實際需求的推動。

安防智能機器人系統構成包括機器人硬件、網絡系統、機器人云平臺、 可拓展設備,以及充電裝置 。其中機器人本體近年來不斷增加邊緣計算能力,多采用 CPU+GPU 的芯片模式;網絡傳輸方面多為視頻傳輸需求和命令控制類要求,使用包括 WiFi 、移動互聯網(4G、5G)、BLE通信、LoRA等多渠道傳輸。

云平臺主要作用是多機器人管理調度、應急控制、業務處理、視頻分析、數據報表、安全態勢分析、第三方數據平臺接入等,是開放性合作的重要載體。安防智能機器人在落地部署方面 主要包括 機器人運行環境勘察 、 制定網絡部署方案 、 制定機器人巡檢 巡邏方案 、 機器人建圖 ,以及機器人巡檢巡邏路徑 和 工作目標設定 。

目前智能安防機器系統尚且不是很完善:前期部署需要較多的成本投入,實際交付中對技術支持團隊的要求較高,需要技術支持人員對機器人的各項功能,對各類網絡特性,技術團隊對工程實施能夠熟悉掌握。

針對不同的行業特征,所需要了解的部署方式不同,要求機器人公司有比較深刻的行業洞察,未來隨著機器人整體系統的完善穩定化,部署過程會越來越簡單。

 

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  1. 厲害了,最原始的資料出處被你發現了

    來自廣東 回復
  2. 糾正一個錯誤,元器件標注圖片中,激光雷達標注錯誤,應該是超聲,用于檢測正前方障礙物的;而激光雷達應該在激光導航模塊中

    另外途中的機器人輪子沒有懸架設計,轉彎的時候只能靠四輪原地轉動,這種方式會對輪胎造成嚴重磨損

    來自上海 回復
    1. 看來是行內人啊,確實標注錯誤。不過輪式機器人目前設計方式通常都是差速輪原地旋轉方式。為了降低結構上的設計難度,同時用差速原地轉圈可以實現狹窄通道原地掉頭,控制方面也比較容易實現。

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