[发明专利]一种监狱周界巡视警戒机器人系统及其方法

权利要求书

1.一种监狱周界巡视警戒机器人系统，其特征是：包括轨道、警戒机器人、姿态感知传感器、微波相控阵雷达模块和上位机，其中：所述轨道沿狱墙内侧进行吊挂或地面铺设，所述轨道上设置有若干供给警戒机器人自动充电的充电站，所述警戒机器人沿轨道运行，实时监测隔离墙、警戒区，所述姿态感知传感器安装在监狱隔离网上，对监狱隔离网震动监测，所述微波相控阵雷达模块安装在监狱隔离墙上，检测翻过隔离墙进入警戒区的目标，所述上位机接收警戒机器人、姿态感知传感器和微波相控阵雷达模块的监测结果，进行多目标监测与预警调度；

所述姿态感知传感器通过数据总线接入监控中心，与上位机进行通信，监控中心收到报警定位信息，调度警戒机器人到目标位置进行现场目标辨识确认是否为有效报警；

所述微波相控阵雷达模块通过数据总线直接与监控中心的上位机通信，上报设备状态及报警信息；产生报警信息后，监控中心上位机调度警戒机器人到报警区域进行音视频及热像信息确认是否为有效报警；

所述上位机与多个警戒机器人均进行通信，实时检测监狱现场周界的安全情况，自动调度多个机器人跨防区，对多目标分别进行跟踪监视；

警戒机器人确认是否为有效报警时，警戒机器人发现入侵目标，进行目标辨识确认是否为禁区人员入侵，如果不是，则通知上位机等待解除报警；如果是，则警戒机器人自动跟踪目标，启动报警广播信息。

2.如权利要求1 所述的监狱周界巡视警戒机器人系统，其特征是：所述警戒机器人包括中央控制器模块，所述中央控制器模块连接有伺服驱动模块、辅助定位模块、无线通信模块、电池管理模块、高清视频模块、红外热像模块、语音对讲广播模块和激光测距模块，所述无线通信模块连接有扫描雷达模块和辅助照明模块。

3.如权利要求1 所述的监狱周界巡视警戒机器人系统，其特征是：所述警戒机器人检测电量上报给上位机，由上位机进行统一调度充电，机器人充电时通过轨道充电接触机构使电池管理模块与充电站内的充电机建立通信，通信正常后由电池管理模块管理充电机对电池进行充电，充电结束或接到上位机巡检指令机器人自动断开充电接口，离开充电区域。

4.如权利要求2所述的监狱周界巡视警戒机器人系统，其特征是：所述语音对讲广播模块被配置为实现机器人车载收、放音功能，实现上位机和监控现场的语音对讲实时交互及警示广播；

所述扫描雷达模块被配置为实现机器人高速移动时障碍物检测，采用 270°激光扫描技术，计算极坐标下的前方物体距离，为机器人提供避障检测及刹车距离。

5.一种基于权利要求1-4任一项所述的系统的监狱周界防区巡视警戒的方法，其特征是：监狱周界防区的警戒机器人根据上位机的指令，沿轨道在设定防区内不间断巡视或周期性巡视，警戒机器人对警戒区内非法入侵目标的辨识跟踪，同时姿态感知传感器对攀爬、挖洞引起的监狱隔离网震动监测，微波相控阵雷达模块对慢速移动目标、多目标、跨防区目标的融合和跟踪测距，上位机根据多模块的联动监控，对监狱周界防区巡视警戒与调度。

6.如权利要求5所述的方法，其特征是：姿态感知传感器通过数据总线接入监控中心，与上位机进行通信，监控中心收到报警定位信息，调度周界巡视警戒机器人到目标位置进行现场侦察确认；若为区域误报，经人工确认后消除报警信息，若禁区确实出现非法入侵人员，警戒机器人直接发出报警广播信息，警示犯人提醒狱警及时妥善处置。

7.如权利要求5 所述的方法，其特征是：警戒机器人受上位机控制，警戒机器人自动检测电池电量上报给上位机，电量过低请求上位机进行充电，在得到许可后，离开巡检工位进入充电区，上位机调度临近的机器人进入正在充电机器人的工位进行巡检，当机器人电池充满，通知上位机，上位机调度机器人离开充电区进入工作区；如果突然发生紧急联动报警，且正在充电的机器人离报警区最近，上位机将根据此机器人电量情况，调度机器人移动至报警定位区域。