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安防机器人综述
学生:江国来
摘要:本文在介绍安防机器人的背景、市场与研究现状的基础上,探
讨了安防机器人的关键技术,最后,对安防机器人的发展方向进行了
展望。
一、安防机器人的研究背景
1.1 什么是安防机器人
服务机器人是一种半自主或者全自主工作的机器人,是一种能完
成有益于人类的服务工作,但不包括从事生产的设备[1,2]。
安防机器人是服务机器人的一种,其特征在于:提供包括且不限
于指定场景巡视、图像/视频监控、异常情况探测、自动报警、远程
操控等功能,能够部分或者全部代替人工执行安保任务。
图 1-1, 安防机器人的应用领域与功能
安防机器人的种类很多,按照服务场所与服务对象区分,可分为:
家庭监控机器人、社区监控机器人、厂区巡检机器人、企业安防机器
人等等。针对服务对象场景的不同,安防服务的侧重是不同的:比如,
家庭监控机器人,侧重于人的陪护看护;企业安防机器人则通常融合
巡逻、考勤等功能。
另外,值得注意的是,服务机器人的功能是通常多样化的。安防
仅仅是机器人可实现的一种功能,机器人也可以依照场景应用不同,
集成其他的功能。比如,在展馆商场的机器人,除了安防之外,也可
集成娱乐、导购、宣传等功能;而工厂内的安防机器人,也可代替工
程师进行定点巡检、抄表等常规作业。安防机器人的应用领域与功能
如图 1-1 所示。
1.2 安防机器人的需求
安全一直是居民生活、公司企业生产首先需要考虑的问题,统计
显示,2015 年全球安防行业总产值达 5000 亿元。
图 1-2 现有视频监控安防方式
尽管安防监控一直是公司企业必备部门,但是底层保安工作简单
乏味门槛低,职业前景并不被人看好。近年来,人力成本在不断上涨,
很多企业都面临招保安难等问题。与此同时,在一些核心部门使用廉
价人力进行安防,本身也存在一定安全隐患。
目前的安防系统,多数以固定摄像头加人力值班巡逻的方式实现。
这种方式虽然技术上很容易实现,但同时也面临安装成本高、使用不
灵活、不够智能友好等问题。比如,一个简单的厂区外围监控,通常
需要架设 7-10 个摄像头才能基本保障无死角;而对于结构复杂的公
司大楼来说,通常需要安装上百个摄像头;面对如此多路的视频信号,
哪怕是预先进行过一定的检测处理,保安也很难从中发现问题信息;
视频监控多数功用在于事故后查原因,人力值班巡逻必不可少。
图 1-3 固定摄像头+中控室+机器人巡逻的安防方式
随着人力成本的不断上升,采用“固定摄像头+中控室+机器人巡
逻”的方式成为发展的大趋势:机器人代替保安,执行 24 小时巡逻
任务以及初步的场景检查。这种方式的最主要优势在于可以大大节省
人力以及管理成本,安保部门人员可以更少更可靠;随着巡逻的增加,
可以实现无死角的监控,可以减少大量的固定摄像头安装,总的使用
成本也更低。机器人上可以安装各种先进的传感器,用于自动探测各
种异常情况,弥补人力的不足。使用机器人巡逻,也能避免人力巡逻
的其他安全隐患。
安防机器人以及各种智能安防系统的出现,可逐步替代简单乏味
的安保工作。随着技术的不断成熟,安防机器人在企业大规模应用,
将成为安防产业新的重要增长点。
除此之外,随着人们生活水平的提高和网络的普及,安全防护越
来越深入人心,个人/家庭用户安防需求的增长,也成为安防机器人
应用的新领域。
图 1-4 家庭安防看护的应用
尤其是近几年随着家庭网络环境不断改善、用户消费能力的提升、
安防意识增长、独立式居住家庭的增多,促使人们对家庭安全防范的
意识得到空前强化。同时目前我国正逐渐步入老龄化社会,我国 60
岁以上人口已超过总人口的 10%,预计到 2015 年全国老年人口总数
将达到 2 亿人,随着老龄化社会的临近,老年人也在不断增多。
家庭安防机器人,可通过手机实现远程控制和监控,一方面可用
于视频监控报警,防范非法入侵,另一方面可以搭载特殊传感器,看
守家中老人和儿童,当他们发生危险事件时,能自动识别并自动报警。
家庭环境下的安全监护需求也在进一步促进监控机器人的发展。
二、安防机器人的研究现状
尽管由于技术的限制,服务机器人进入千家万户,还有很长一段
路要走,但是提供安防相关服务的机器人技术发展已经基本达到了市
场的要求。国内外许多科研单位和高科技公司进行了大量安防机器人
的研究和开发,市面上也出现了不少安防机器人的产品。
2.1 国外现状
在一些发达国家,已经开始采用巡逻机器人对大型楼宇、机场、
交通枢纽、仓储基地、军事基地等的保安工作。
国外典型的安防监控类机器人有:Mostitech 机器人(图 2-1),
T63-Artemis 机器人(图 2-2),Mosro 厂区巡逻机器人(图 2-3),
MDARS-I 型室外保安机器人(图 2-4),Reborg-X(Reborg-Q)机器
人(图 2-5),Knightscope K5 巡逻机器人(图 2-6)等等。如美国研
制出的、RobotWatch 等。
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