本發明涉及安防巡檢，尤其涉及一種安防巡檢機器人的巡檢方法。

背景技術：

1、安防需求日益增長，傳統的人工巡檢方式效率低下，成本高，且難以實現全天候、全方位的監控，因此安防巡檢機器人應運而生。

2、公開號cn117724494b提供一種智能巡檢機器人的巡檢方法，可以較為精準的控制巡檢設備達到指定的目標位置，并通過巡檢屬性和安防設備確定門禁的開啟方式，提高了整個巡檢流程的效率，并有效防范了未經授權的人員進入，提高了安全性。

3、公開號cn109571468b提供了一種安防巡檢機器人及安防巡檢方法，具備多種信息采集、智能分析、自主決斷的功能。

4、但是上述申請仍存在以下問題：當信號中斷發生時，巡檢機器人與控制中心的聯系被切斷，無法及時接收新的指令和數據，也無法將采集到的巡檢信息實時傳輸回控制中心進行分析處理；更為關鍵的是，由于失去了與控制中心的通信，在這種情況下，機器人難以重新規劃巡檢路線。重新建立通信連接也往往需要耗費較長時間。在這段時間里，巡檢機器人處于“失聯”狀態，無法正常執行巡檢任務，導致巡檢效率大幅降低。

技術實現思路

1、為解決背景技術中存在的技術問題，本發明提出一種安防巡檢機器人的巡檢方法。

2、本發明提出的一種安防巡檢機器人的巡檢方法，包括以下步驟：

3、為安防巡檢機器人加載巡檢區域地圖，根據巡檢需求，制定巡檢路線；

4、在巡檢時，安防巡檢機器人通過攝像頭進行圖像采集，通過傳感器進行環境數據和設備數據采集；

5、在巡檢時，安防巡檢機器人配備多個信號接收傳感器，實時檢測周圍不同方向的無線信號強度，并將其以數值形式反饋給控制系統，確定當前位置的信號強度檢測結果；

6、當檢測到信號中斷時，安防巡檢機器人啟動自主尋路機制，根據信號強度檢測結果，確定信號相對較強的區域和方向，根據定位系統找到安防巡檢機器人在巡檢區域地圖內的位置，規劃出前往信號較強區域的路徑，信號成功連接后，根據安防巡檢機器人當前位置重新生成巡檢路線；

7、然后根據巡檢數據生成巡檢報告。

8、優選地，當檢測到信號中斷時，啟動定位系統，定位系統包括激光雷達，激光雷達不斷掃描周圍環境，創建三維點云圖，識別周圍物體和地形特征，通過激光雷達得到定位系統的定位結果，確定安防巡檢機器人在巡檢區域地圖內的位置。

9、優選地，通過激光雷達得到安防巡檢機器人在巡檢區域地圖內的位置，如下：

10、設巡檢區域地圖中某一已知參考點的坐標為(x0，y0，z0)，平移向量為t，t＝(tx，ty，tz)，分別表示在x、y、z三個方向上的平移量，那么安防巡檢機器人在巡檢區域地圖中的位置表示為(x0+tx，y0+ty，z0+tz)；

11、激光雷達掃描周圍環境得到特征點坐標集合p；

12、p＝{p1(x1，y1，z1)，p2(x2，y2，z2)，…,pn(xn，yn，zn)}；

13、每個點都有對應的坐標值，pi表示第i個點，i＝1,2,...,n，(xi,yi,zi)分別表示該點在三維空間中的橫坐標、縱坐標和豎坐標；

14、預先存儲的巡檢區域地圖中的已知特征點集合為q；

15、q＝{q1(x1，y1，z1)，q2(x2，y2，z2)，...，qm(xm，ym，zm)},qj表示第j個點,j＝1,2,...,m；

16、將p與q使用迭代最近點(icp)算法進行匹配，得到平移向量t；

17、icp算法的目標是最小化兩個點集之間的距離，定義目標函數e：

18、

19、n為激光雷達掃描得到的點的總數，即點集p中的元素個數；

20、m為巡檢區域地圖中的已知特征點的總數，即點集q中的元素個數；

21、i＝1表示對激光雷達掃描得到的點集p進行遍歷的起始索引，i是一個變量,從1開始逐步增加到n,i＝1表示通過讓i從1開始變化，依次取到點集p中的每一個點；

22、j＝1表示對巡檢區域地圖中的已知特征點集q進行遍歷的起始索引,j是一個變量,從1開始逐步增加到m,j＝1表示通過讓j從1開始變化，依次取到點集q中的每一個點；

23、||pi-rqj-t||表示點pi經過旋轉和平移后與點qj之間的距離，使用歐幾里得距離公式計算，即

24、

25、目標函數e表示激光雷達掃描點與地圖特征點之間的距離之和的平方，用于在迭代最近點(icp)算法中衡量匹配的好壞程度。

26、其中r是旋轉矩陣，用于描述激光雷達坐標系與巡檢區域地圖坐標系之間的旋轉關系，t是平移向量，用于描述激光雷達坐標系與巡檢區域地圖坐標系之間的平移關系，通過不斷迭代調整r和t，使得目標函數e最小化，當目標函數達到最小值時，此時的平移向量t即為激光雷達相對于巡檢區域地圖的位置偏移量。

27、通過以上算法，確定安防巡檢機器人在巡檢區域地圖內的位置。

28、優選地，巡檢區域地圖包含地形信息、障礙物信息、通道信息、信號強度分布信息、設施和設備位置信息。

29、優選地，安防巡檢機器人使用無線信號檢測軟件將無線信號強度以數值形式反饋，無線信號檢測軟件為inssider或netspot。

30、優選地，安防巡檢機器人采用wi-fi、藍牙、4g/5g相結合的通信方式，在一種通信方式出現信號中斷時自動切換到其他方式，(例如wi-fi通信方式出現信號中斷時自動切換到藍牙或4g/5g的通信方式)當wi-fi、藍牙、4g/5g的通信方式均出現信號中斷時，啟動自主尋路機制。

31、優選地，安防巡檢機器人當wi-fi、藍牙、4g/5g的通信方式均出現信號中斷時，首先與附近的其他安防巡檢機器人協作，向其他安防巡檢機器人請求轉發數據，恢復通信，若其他安防巡檢機器人無響應，則啟動自主尋路機制。

32、優選地，安防巡檢機器人上安裝有信號放大器。

33、優選地，對巡檢數據進行數據壓縮處理，減少數據量，降低傳輸時間延遲。

34、優選地，當信號中斷時，安防巡檢機器人將采集到的巡檢數據存儲在本地緩存中，信號成功連接后再進行數據傳輸。

35、一種安防巡檢機器人的巡檢系統，包括信息采集端和控制系統；

36、信息采集端包括：

37、數據采集模塊：用于進行數據采集，安防巡檢機器人通過攝像頭進行圖像采集，通過傳感器進行環境數據和設備數據采集；

38、信號接收模塊：包括多個信號接收傳感器，用于實時檢測安防巡檢機器人周圍不同方向的無線信號強度，并將檢測到的信號強度以數字信號形式反饋給控制系統。

39、定位系統：包括激光雷達，激光雷達不斷掃描周圍環境，創建三維點云圖，識別周圍物體和地形特征，通過激光雷達的定位結果，確定安防巡檢機器人在巡檢區域地圖內的位置。

40、通信模塊：包括wi-fi通信單元、藍牙通信單元和4g/5g通信單元，在其中一種通信單元出現信號中斷時自動切換到其他通信單元，通信模塊用于將信息采集端的信息傳輸給控制系統；

41、協作通信模塊：當wi-fi單元、藍牙單元、4g/5g通信單元的通信方式均出現信號中斷時，啟動該模塊；

42、安防巡檢機器人會主動向附近的其他安防巡檢機器人發送協作請求信號；

43、若其他安防巡檢機器人接收到請求并做出響應，雙方會建立臨時的數據傳輸通道，將中斷的數據進行轉發和傳輸，恢復與控制系統的通信；

44、若其他安防巡檢機器人無響應，安防巡檢機器人則會啟動自主尋路機制，尋找信號較強的區域，以確保巡檢任務能夠繼續進行下去；

45、自主尋路機制模塊：當信號中斷，其他巡檢機器人無響應時，啟動該模塊；用于根據信號接收模塊的信號強度檢測結果，確定信號相對較強的區域和方向，根據定位系統找到安防巡檢機器人在巡檢區域地圖內的位置，規劃出前往信號較強區域的路徑；

46、數據存儲模塊：在信號中斷，其他巡檢機器人無響應時，將數據采集模塊采集到的巡檢數據存儲在本地緩存中，確保數據不會丟失；當信號成功連接后，再將本地緩存中的數據傳輸到控制系統，為后續生成巡檢報告提供完整的數據來源；

47、控制系統：用于接收通信模塊傳輸的數據并存儲；

48、用于接收加載的巡檢區域地圖，并根據巡檢需求，制定巡檢路線；

49、用于實時接收信號接收模塊信號接收傳感器反饋的無線信號強度數值；

50、當信號成功連接后，控制系統會根據機器人的當前位置重新生成新的巡檢路線，確保機器人能夠繼續完整地完成巡檢任務。

51、一種終端，包括處理器及存儲介質；存儲介質用于存儲指令；

52、處理器用于根據指令進行操作以執行上述的安防巡檢機器人的巡檢方法的步驟。

53、一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執行時實現上述的安防巡檢機器人的巡檢方法的步驟。

54、本發明中，所提出的安防巡檢機器人的巡檢方法，具有如下有益的技術效果：

55、1.本技術的安防巡檢機器人在信號中斷時，當檢測到信號中斷時，機器人啟動自主尋路機制，能夠根據信號強度檢測結果確定信號相對較強的區域和方向，并結合定位系統迅速找到自身在巡檢區域地圖內的位置，規劃出前往信號較強區域的路徑。一旦信號成功連接，可根據當前位置重新生成巡檢路線，繼續執行巡檢任務，有效縮短了“失聯”時間，最大程度地保障了巡檢的連續性，極大地減少了因信號中斷而導致的巡檢效率降低問題。

56、2.在信號中斷時，安防巡檢機器人將采集到的巡檢數據存儲在本地緩存中，待信號成功連接后再進行數據傳輸。這樣可以確保即使在通信中斷的情況下，采集到的數據也不會丟失，保證了巡檢數據的安全與完整性。

57、3.本技術的安防巡檢機器人采用wi-fi、藍牙、4g/5g相結合的通信方式，當一種通信方式出現信號中斷時，能夠自動切換到其他方式。這種多通信方式的結合大大增強了通信的穩定性和適應性，降低了因單一通信方式故障而導致長時間通信中斷的風險。并且，當所有通信方式均出現信號中斷時，還可與附近的其他安防巡檢機器人協作請求轉發數據，進一步提高了在復雜環境下恢復通信的可能性。

58、本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。