智能机器人技术安保巡逻处置类警用机器人研究实践

作者: 赵杰李剑臧希喆编著

出版社: 机械工业出版社

出版时间: 2020-12

版次: 1

ISBN: 9787111668732

定价: 168.00

装帧: 平装

页数: 348页

字数: 534千字

分类: 计算机与互联网

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警用机器人及其系统是大数据、云计算、人工智能、物联网等新技术的融合应用，是 “云-网-端”架构理念在公安领域落地的装备形态。本书围绕智能机器人共性关键技术，讲述了警用机器人实战应用技术，如安保机器人关键技术、巡逻机器人关键技术、足臂协作型处置机器人关键技术以及警用机器人指挥控制技术。赵杰，男，哈尔滨工业大学教授、博士生导师，哈尔滨工业大学机器人研究所所长、机器人技术与系统国家重点实验室副主任、原哈尔滨工业大学机电工程学院院长。主要从事极端环境服役机器人、机器人化机电一体装备等领域的科研工作。近五年主持国家自然科学基金项目、国家“863”计划项目、国家重大专项等科研项目24项，总经费1.1亿元。发表论文210余篇，SCI、EI 收录160余篇；发表文章被他引361次；出版著作1部。获省科技进步一等奖1项、省机械工业联合会奖1项，航天部二等奖3项。前言
第1章智能机器人关键技术1
11机器人环境建模技术1
111基于SLAM的环境建模1
112基于二维激光雷达的环境建模3
113基于三维激光雷达的环境建模9
12自主导航定位技术29
121基于激光地图的长期视觉-惯性定位29
122基于点、线特征的视觉定位35
123基于拓扑局部尺度地图的定位41
124机器人可行域检测45
125面向智能巡航的多传感器复合导航47
13机器人自主移动与作业技术51
131机器人自主移动技术51
132机器人自主作业技术58
14动态自组网技术62
141异构无线传感器网络63
142节点动态路由及协议64
143自组网节点研制及实验研究66
第2章智能机器人实战应用技术72
21基于深度学习的欠分辨率图像理解技术72
211图像理解技术概述72
212危险品比对数据库73
213基于深度学习的数据分类77
214基于深度学习的目标检测84
22基于全息感知融合的警用机器人侦查技术91
221智能机器人侦查技术概述91
222全息感知技术94
23基于类脑神经网络的视频数据处理技术99
231视图处理模型99
232描述内容处理模型104
233类不均衡应用的数据挖掘105
24危险评估模型的现场处置在线分类和目标定位技术111
241危险目标多尺度特征提取111
242基于危险评估模型的态势感知与估计114
243关键技术研究与实现116
第3章安保机器人关键技术124
31卡口安保机器人爆炸物自动检测技术124
311机器人爆炸物自动检测系统组成124
312机器人爆炸物自动检测子系统机械设计126
313基于ROS的软件设计128
32人体特征检测――语音识别技术132
321语音识别系统132
322语音识别实验134
33卡口安保机器人通信技术135
34道口综合检查机器人系统设计136
341系统工作场景设计136
342系统工作流程设计136
343系统硬件架构设计137
344系统软件架构设计138
35道口综合检查机器人关键技术及其理论研究138
351基于深度学习的目标识别138
352目标准确定位算法140
353基于Octree的障碍物建模与避碰140
354基于机器视觉的机械臂运动规划141
36道口综合检查机器人系统平台142
361基于深度学习的目标检测器142
362基于视觉伺服的机器人运动控制系统142
363道口检查机器人系统144
364车辆多元特征识别率测试144
37动态环境下人车物多元特征取证技术145
371面向人员的多要素动态采集技术145
372面向车辆的多元特征取证技术160
38人机协同的目标跟踪与主动防控技术161
381人机协同的主动围捕路径规划技术161
382人机协同的目标跟踪与主动防控实验163第4章巡逻机器人关键技术169
41室外多路况巡逻机器人设计实现169
411室外多路况巡逻机器人平台总体设计169
412室外多路况巡逻机器人定位与导航技术174
413室外多路况巡逻机器人后台系统设计182
414基于多传感信息融合的典型警情识别技术188
42具有灵活操作能力的室内巡逻机器人平台研制194
421室内巡逻机器人移动平台与自主定位194
422室内巡逻机器人手眼系统的系统设计与集成196
43基于虚拟现实的智能巡视系统研制199
431基于虚拟现实的在线巡视系统集成199
432远程监控系统的总体方案设计201
433远程监控系统的虚拟现实模块设计203
434远程监控系统的匹配注册模块设计211
第5章处置机器人关键技术214
51腿足式多运动模态警用移动机器人设计214
511全肘式四足移动平台结构设计214
512电动力四足平台控制系统设计220
513机器人柔顺控制技术225
514机器人攀爬步态规划233
52应急处置移动平台研究238
521履带式移动平台238
522轮足式移动平台240
53处置机械臂设计249
531七轴机械臂的设计249
532液压驱动操作臂设计257
54处置机器人人机协作技术260
541机器人环境感知与自主跟随技术260
542基于激光扫描仪的环境感知与自主跟随260
543基于视觉传感器的机器人跟随技术263
第6章警用机器人指挥控制技术268
61警用机器人需求与设计268
611警用机器人定义分类268
612警用机器人实战需求269
613警用机器人设计要求270
614警用机器人功能需求271
62警用机器人通信安全技术280
621警用机器人系统基本架构280
622警用机器人通信方式281
623警用机器人通信安全286
624机器人平台的安全架构287
63警用机器人平台技术295
631平台概述295
632设计原则295
633平台架构296
634平台功能301
635平台接口302
636平台容错系统305
637业务应用307
64警务知识图谱技术研究316
641警务知识图谱理论316
642警务知识图谱构建方法317
643知识图谱本体设计321
644机器人工作模式与图谱应用323
参考文献325
内容简介:
警用机器人及其系统是大数据、云计算、人工智能、物联网等新技术的融合应用，是 “云-网-端”架构理念在公安领域落地的装备形态。本书围绕智能机器人共性关键技术，讲述了警用机器人实战应用技术，如安保机器人关键技术、巡逻机器人关键技术、足臂协作型处置机器人关键技术以及警用机器人指挥控制技术。
作者简介:
赵杰，男，哈尔滨工业大学教授、博士生导师，哈尔滨工业大学机器人研究所所长、机器人技术与系统国家重点实验室副主任、原哈尔滨工业大学机电工程学院院长。主要从事极端环境服役机器人、机器人化机电一体装备等领域的科研工作。近五年主持国家自然科学基金项目、国家“863”计划项目、国家重大专项等科研项目24项，总经费1.1亿元。发表论文210余篇，SCI、EI 收录160余篇；发表文章被他引361次；出版著作1部。获省科技进步一等奖1项、省机械工业联合会奖1项，航天部二等奖3项。
目录:
前言
第1章智能机器人关键技术1
11机器人环境建模技术1
111基于SLAM的环境建模1
112基于二维激光雷达的环境建模3
113基于三维激光雷达的环境建模9
12自主导航定位技术29
121基于激光地图的长期视觉-惯性定位29
122基于点、线特征的视觉定位35
123基于拓扑局部尺度地图的定位41
124机器人可行域检测45
125面向智能巡航的多传感器复合导航47
13机器人自主移动与作业技术51
131机器人自主移动技术51
132机器人自主作业技术58
14动态自组网技术62
141异构无线传感器网络63
142节点动态路由及协议64
143自组网节点研制及实验研究66
第2章智能机器人实战应用技术72
21基于深度学习的欠分辨率图像理解技术72
211图像理解技术概述72
212危险品比对数据库73
213基于深度学习的数据分类77
214基于深度学习的目标检测84
22基于全息感知融合的警用机器人侦查技术91
221智能机器人侦查技术概述91
222全息感知技术94
23基于类脑神经网络的视频数据处理技术99
231视图处理模型99
232描述内容处理模型104
233类不均衡应用的数据挖掘105
24危险评估模型的现场处置在线分类和目标定位技术111
241危险目标多尺度特征提取111
242基于危险评估模型的态势感知与估计114
243关键技术研究与实现116
第3章安保机器人关键技术124
31卡口安保机器人爆炸物自动检测技术124
311机器人爆炸物自动检测系统组成124
312机器人爆炸物自动检测子系统机械设计126
313基于ROS的软件设计128
32人体特征检测――语音识别技术132
321语音识别系统132
322语音识别实验134
33卡口安保机器人通信技术135
34道口综合检查机器人系统设计136
341系统工作场景设计136
342系统工作流程设计136
343系统硬件架构设计137
344系统软件架构设计138
35道口综合检查机器人关键技术及其理论研究138
351基于深度学习的目标识别138
352目标准确定位算法140
353基于Octree的障碍物建模与避碰140
354基于机器视觉的机械臂运动规划141
36道口综合检查机器人系统平台142
361基于深度学习的目标检测器142
362基于视觉伺服的机器人运动控制系统142
363道口检查机器人系统144
364车辆多元特征识别率测试144
37动态环境下人车物多元特征取证技术145
371面向人员的多要素动态采集技术145
372面向车辆的多元特征取证技术160
38人机协同的目标跟踪与主动防控技术161
381人机协同的主动围捕路径规划技术161
382人机协同的目标跟踪与主动防控实验163第4章巡逻机器人关键技术169
41室外多路况巡逻机器人设计实现169
411室外多路况巡逻机器人平台总体设计169
412室外多路况巡逻机器人定位与导航技术174
413室外多路况巡逻机器人后台系统设计182
414基于多传感信息融合的典型警情识别技术188
42具有灵活操作能力的室内巡逻机器人平台研制194
421室内巡逻机器人移动平台与自主定位194
422室内巡逻机器人手眼系统的系统设计与集成196
43基于虚拟现实的智能巡视系统研制199
431基于虚拟现实的在线巡视系统集成199
432远程监控系统的总体方案设计201
433远程监控系统的虚拟现实模块设计203
434远程监控系统的匹配注册模块设计211
第5章处置机器人关键技术214
51腿足式多运动模态警用移动机器人设计214
511全肘式四足移动平台结构设计214
512电动力四足平台控制系统设计220
513机器人柔顺控制技术225
514机器人攀爬步态规划233
52应急处置移动平台研究238
521履带式移动平台238
522轮足式移动平台240
53处置机械臂设计249
531七轴机械臂的设计249
532液压驱动操作臂设计257
54处置机器人人机协作技术260
541机器人环境感知与自主跟随技术260
542基于激光扫描仪的环境感知与自主跟随260
543基于视觉传感器的机器人跟随技术263
第6章警用机器人指挥控制技术268
61警用机器人需求与设计268
611警用机器人定义分类268
612警用机器人实战需求269
613警用机器人设计要求270
614警用机器人功能需求271
62警用机器人通信安全技术280
621警用机器人系统基本架构280
622警用机器人通信方式281
623警用机器人通信安全286
624机器人平台的安全架构287
63警用机器人平台技术295
631平台概述295
632设计原则295
633平台架构296
634平台功能301
635平台接口302
636平台容错系统305
637业务应用307
64警务知识图谱技术研究316
641警务知识图谱理论316
642警务知识图谱构建方法317
643知识图谱本体设计321
644机器人工作模式与图谱应用323
参考文献325