一種智能激光滅蚊裝置及機(jī)器人的制作方法

本實(shí)用新型屬于激光滅蚊領(lǐng)域，尤其涉及一種智能激光滅蚊裝置及機(jī)器人。

背景技術(shù)：

蚊蟲作為四害之一，可傳播的疾病達(dá)80多種，其中最致命的是瘧疾、登革熱、黃熱病、流行性乙型腦炎等。蚊蟲在全球范圍內(nèi)傳播瘧疾，尤其是對(duì)發(fā)展中國(guó)家影響巨大，特別是在內(nèi)戰(zhàn)頻繁、公共醫(yī)療和衛(wèi)生條件惡劣的非洲尤為嚴(yán)重，據(jù)統(tǒng)計(jì)每43秒就有一名兒童死于瘧疾。按照國(guó)際衛(wèi)生組織的估算，每年大約有三億人會(huì)感染瘧疾，其中的死亡人數(shù)則會(huì)超過(guò)一百萬(wàn)。通過(guò)蚊蟲傳播的登革熱是東南亞地區(qū)兒童死亡的主要原因之一，且在我國(guó)南方地區(qū)夏季普遍爆發(fā)。這些蚊蟲傳播的疾病爆發(fā)性強(qiáng)，且目前沒(méi)有疫苗可以預(yù)防。

而在蚊蟲滅殺方面，基本還都是采取化學(xué)藥品的有毒噴殺，會(huì)帶來(lái)一定的副作用及環(huán)境問(wèn)題，還有一些蚊蟲捕殺工具都是被動(dòng)式的技術(shù)，效果較差。

目前人工智能的發(fā)展已經(jīng)日臻成熟，人工智能能夠進(jìn)行環(huán)境感知、思維分析及人機(jī)交互，隨著技術(shù)的發(fā)展，將機(jī)器人引入人們的日常生活和工作中，已成為一種趨勢(shì)，如果能夠?qū)⑷斯ぶ悄芘c滅蚊結(jié)合，則能大大地造福人類。

目前市面上還沒(méi)有一種能夠方便地進(jìn)行蚊蟲殺滅的智能化設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種智能激光滅蚊裝置及智能滅蚊機(jī)器人，旨在解決目前市面上還沒(méi)有一種能夠方便地進(jìn)行蚊蟲殺滅的智能化設(shè)備的問(wèn)題。

本實(shí)用新型實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種智能激光滅蚊裝置，包括：

控制器；

圖像采集裝置，所述圖像采集裝置由所述控制器控制，對(duì)目標(biāo)蚊蟲進(jìn)行識(shí)別、跟蹤；

激光器，所述激光器由所述控制器控制，輸出激光光束對(duì)所述目標(biāo)蚊蟲進(jìn)行打擊；

反射系統(tǒng)，所述反射系統(tǒng)由所述控制器控制，配合所述激光器將所述激光光束對(duì)準(zhǔn)所述目標(biāo)蚊蟲。

本實(shí)用新型實(shí)施例還提供一種智能激光滅蚊機(jī)器人，包括：

如上所述的智能激光滅蚊裝置；

搭載所述智能激光滅蚊裝置、可進(jìn)行移動(dòng)的機(jī)器人平臺(tái)；

控制所述機(jī)器人平臺(tái)及所述智能激光滅蚊裝置協(xié)調(diào)工作的核心處理器。

本實(shí)用新型提供了一種智能激光滅蚊裝置及機(jī)器人，通過(guò)控制器控制圖像采集裝置對(duì)目標(biāo)蚊蟲進(jìn)行識(shí)別與跟蹤，再控制反射系統(tǒng)將激光器輸出的激光光束對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)蚊蟲進(jìn)行打擊；實(shí)現(xiàn)了智能化滅蚊，不但滅蚊效率高，節(jié)省了大量人力，而且不會(huì)造成環(huán)境污染。同時(shí)將智能激光滅蚊裝置與機(jī)器人平臺(tái)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)空間范圍內(nèi)蚊蟲的主動(dòng)式滅殺，同時(shí)結(jié)合平臺(tái)的巡航功能能夠更加高效率地完成整個(gè)待工作范圍內(nèi)蚊蟲的滅殺。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的一種智能激光滅蚊裝置側(cè)面剖視圖；

圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的一種智能激光滅蚊裝置立體圖；

圖3是本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的一種激光器的結(jié)構(gòu)圖；

圖4是本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供的一種智能激光滅蚊機(jī)器人的機(jī)構(gòu)圖；

圖5是本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供的一種智能激光滅蚊機(jī)器人的滅蚊流程圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

本實(shí)用新型提供了一種智能激光滅蚊裝置及機(jī)器人，通過(guò)控制器控制圖像采集裝置對(duì)目標(biāo)蚊蟲進(jìn)行識(shí)別與跟蹤，再控制反射系統(tǒng)將激光器輸出的激光光束對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)蚊蟲進(jìn)行打擊；實(shí)現(xiàn)了智能化滅蚊，不但滅蚊效率高，節(jié)省了大量人力，而且不會(huì)造成環(huán)境污染。同時(shí)將智能激光滅蚊裝置與機(jī)器人平臺(tái)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)空間范圍內(nèi)蚊蟲的主動(dòng)式滅殺，同時(shí)結(jié)合平臺(tái)的巡航功能能夠更加高效率地完成整個(gè)待工作范圍內(nèi)蚊蟲的滅殺。

第一實(shí)施例：

如圖1所示，在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，一種智能激光滅蚊裝置包括：

控制器1、圖像采集裝置2、激光器3以及反射系統(tǒng)4。其中，控制器1控制圖像采集裝置2、激光器3及反射系統(tǒng)4之間相互協(xié)調(diào)工作；圖像采集裝置2由控制器1控制，可以對(duì)目標(biāo)蚊蟲8進(jìn)行識(shí)別與跟蹤；激光器3由控制器1控制開(kāi)啟，以輸出激光光束對(duì)目標(biāo)蚊蟲8進(jìn)行打擊；反射系統(tǒng)4由控制器1控制，配合激光器3，將激光光束對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)蚊蟲8，以進(jìn)行精確打擊。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，控制器1至少包括中央處理器、存儲(chǔ)介質(zhì)、內(nèi)存、主板，以及與其他設(shè)備對(duì)接的I/O接口等；這里的控制器1的選型不作具體限定，只要能實(shí)現(xiàn)本方案的功能即可，例如，altera公司的Cyclone II系列的型號(hào)為EP2C35F484C8N的控制器就可以實(shí)現(xiàn)。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，圖像采集裝置2為攝像頭模塊。

參照?qǐng)D2所示，在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，圖像采集裝置2與反射系統(tǒng)4之間設(shè)有一二向色鏡5，使目標(biāo)蚊蟲8與其在所述二向色鏡5上的投影位置的連線，與所述激光光束打擊所述目標(biāo)蚊蟲8的方向同軸。

參照?qǐng)D3所示，在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，激光器3包括激光發(fā)生裝置31、激光準(zhǔn)直裝置32及激光聚焦裝置33。其中激光發(fā)生裝置31為激光二極管，本實(shí)用新型優(yōu)選波長(zhǎng)短的藍(lán)紫色，功率為毫瓦級(jí)的激光二極管為激光光源；激光準(zhǔn)直裝置32對(duì)激光二級(jí)管發(fā)出的激光光束進(jìn)行準(zhǔn)直；激光聚焦裝置33再將準(zhǔn)之后的激光聚焦到對(duì)應(yīng)位置。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，激光器3的發(fā)射功率可調(diào)，即激光發(fā)射器為功率可調(diào)的激光發(fā)射器，根據(jù)具體的使用場(chǎng)景選擇合適的激光發(fā)射功率。例如，在室內(nèi)或人群密集區(qū)，用小功率如100毫瓦到3瓦的激光；而如果是在農(nóng)田、打老鼠等，則需要將激光發(fā)射功率調(diào)大。具體的實(shí)現(xiàn)如，設(shè)置多個(gè)激光發(fā)射器，以便根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景選擇切換具有合適發(fā)射功率的激光發(fā)射器；或者采用脈寬可調(diào)電路來(lái)調(diào)節(jié)激光的功率參數(shù)。

在本實(shí)用新型實(shí)施例中，通過(guò)圖像采集裝置2對(duì)實(shí)時(shí)視頻幀進(jìn)行圖像采集，然后對(duì)采集后的圖像進(jìn)行圖像處理，識(shí)別出清晰目標(biāo)，并對(duì)圖像進(jìn)行特征識(shí)別，區(qū)分當(dāng)前目標(biāo)物的種類，如蚊子、蒼蠅、蝗蟲或蟑螂等，確認(rèn)了目標(biāo)物的種類以后就可以通過(guò)控制器1發(fā)出調(diào)節(jié)激光發(fā)射功率的指令。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，激光優(yōu)選的波長(zhǎng)范圍為400nm到460nm之間。

在本實(shí)用新型的一種實(shí)施例中，反射系統(tǒng)4至少包括兩個(gè)反射鏡：第一反射鏡41和第二反射鏡42，及根據(jù)控制器1的控制指令驅(qū)動(dòng)反射鏡改變鏡片方向的反射鏡電機(jī)，反射鏡電機(jī)包括第一反射鏡電機(jī)43與第二反射鏡電機(jī)44，分別和第一反射鏡41及第二反射鏡42對(duì)應(yīng)連接。

在本實(shí)用新型的另一種實(shí)施例中，反射系統(tǒng)4至少包括一個(gè)反射鏡，及控制反射鏡改變鏡片方向的壓電陶瓷。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，智能激光滅蚊裝置還包括一紅外補(bǔ)光裝置6，紅外補(bǔ)光裝置6直接或間接對(duì)所述目標(biāo)蚊蟲的活動(dòng)區(qū)域進(jìn)行照射。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，圖像采集裝置2前設(shè)有窄帶濾光片，使返回圖像采集裝置2的光為單色光，背景顏色單一化，蚊子和背景明顯區(qū)別，容易發(fā)現(xiàn)；可見(jiàn)光強(qiáng)烈時(shí)，也不會(huì)漏掉目標(biāo)。本實(shí)用新型中優(yōu)選紅外窄帶濾光片，紅外窄帶濾光片只允許紅外背景光透過(guò)。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，控制器1、圖像采集裝置2、激光器3及發(fā)射系統(tǒng)4固定于一支架7上。

作為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，智能激光滅蚊裝置采用先初定位，再精確定位及跟蹤的方式對(duì)目標(biāo)蚊蟲進(jìn)行追蹤。

作為本實(shí)用新型的一種實(shí)施例，圖像采集裝置2為一攝像頭模塊，其中攝像頭模塊可以是CCD攝像頭模塊或CMOS攝像頭模塊等。直接利用攝像頭模塊去大范圍掃描工作空間，即初定位掃描；當(dāng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)蚊蟲8后，攝像頭模塊固定工作，然后通過(guò)控制器1對(duì)攝像頭模塊的實(shí)時(shí)視頻幀進(jìn)行圖像分析，利用背景差分法及視覺(jué)背景提取算法對(duì)攝像頭模塊視野內(nèi)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別、并精確跟蹤，同時(shí)根據(jù)精確跟蹤的目標(biāo)方位信息，進(jìn)行航跡預(yù)測(cè)，并控制激光器3輸出激光光束，控制器1依據(jù)航跡預(yù)測(cè)算法生成反射鏡控制信息，控制反射系統(tǒng)4的反射鏡驅(qū)動(dòng)模塊41，通過(guò)反射鏡驅(qū)動(dòng)模塊41控制反射鏡模塊42迅速調(diào)整反射角度，以將打在反射鏡模塊42上的激光光束精確導(dǎo)向目標(biāo)蚊蟲8，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤打擊，直至目標(biāo)在攝像頭模塊的跟蹤視野內(nèi)消失。

作為本實(shí)用新型的另一種實(shí)施例，控制器1與聲音傳感器模塊相連，聲音傳感器模塊至少包括一數(shù)據(jù)處理單元與兩個(gè)聲音傳感器，兩聲音傳感器分別對(duì)目標(biāo)蚊蟲8發(fā)出的聲音進(jìn)行探測(cè)，數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)聲音采集值來(lái)計(jì)算目標(biāo)蚊蟲8的方位坐標(biāo)，然后將初定位的方位信息反饋給控制器1，控制器1根據(jù)初定位的方位信息控制攝像頭模塊的鏡頭朝向該方位，控制攝像頭模塊開(kāi)始工作，此時(shí)目標(biāo)在攝像頭的小范圍視野內(nèi)，通過(guò)控制器1對(duì)攝像頭模塊的實(shí)時(shí)視頻幀進(jìn)行圖像采集，利用圖像處理算法對(duì)攝像頭視野內(nèi)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別、并精確跟蹤，同時(shí)根據(jù)目標(biāo)方位信息進(jìn)行航跡預(yù)測(cè)，并控制激光器3輸出激光光束，控制器1依據(jù)航跡預(yù)測(cè)算法生成反射鏡控制信息，控制反射系統(tǒng)4的反射鏡驅(qū)動(dòng)模塊41，通過(guò)反射鏡驅(qū)動(dòng)模塊41控制反射鏡模塊42迅速調(diào)整反射角度，以將打在反射鏡模塊42上的激光光束精確導(dǎo)向目標(biāo)蚊蟲8，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤打擊，直至目標(biāo)在攝像頭模塊的跟蹤視野內(nèi)消失。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，所述智能激光滅蚊裝置還包括一防傷害誤傷的識(shí)別模塊，所述防傷害識(shí)別模塊可對(duì)所述目標(biāo)蚊蟲所在區(qū)域的圖像進(jìn)行臉部識(shí)別，并分析。與預(yù)設(shè)模型進(jìn)行匹配，并將匹配結(jié)果發(fā)送至所述控制器，使所述控制器根據(jù)匹配結(jié)果來(lái)控制是否發(fā)出打擊指令。例如，該識(shí)別模塊可以對(duì)圖像采集裝置2所采集到的目標(biāo)蚊蟲所在區(qū)域的背景進(jìn)行臉部識(shí)別分析，若分析出目標(biāo)蚊蟲的背景符合臉部特征模型，則本次將不會(huì)發(fā)射激光，避免了激光對(duì)人造成的誤傷。這里的預(yù)設(shè)模型可以包含如上述的人臉模型，還可以包括其他的人體模型，或者按需求設(shè)定的其他模型。

上述實(shí)用新型提供了一種智能激光滅蚊裝置，包括：控制器；由控制器控制、對(duì)目標(biāo)蚊蟲進(jìn)行識(shí)別、跟蹤的圖像采集裝置；由控制器控制，輸出激光光束對(duì)目標(biāo)蚊蟲進(jìn)行打擊的激光器；由控制器控制，配合激光器將激光光束對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)蚊蟲的反射系統(tǒng)；通過(guò)控制器控制圖像采集裝置對(duì)目標(biāo)蚊蟲進(jìn)行識(shí)別與跟蹤，再控制反射系統(tǒng)將激光器輸出的激光光束對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)蚊蟲進(jìn)行打擊；實(shí)現(xiàn)了智能化滅蚊，不但滅蚊效率高，節(jié)省了大量人力，而且不會(huì)造成環(huán)境污染。

第二實(shí)施例：

如圖4所示，一種智能激光滅蚊機(jī)器人，包括如第一實(shí)施例所示的智能激光滅蚊裝置100、機(jī)器人平臺(tái)200及設(shè)于機(jī)器人平臺(tái)內(nèi)的核心處理器210(圖中未示出)。其中，機(jī)器人平臺(tái)200用于搭載智能激光滅蚊裝置，并可進(jìn)行移動(dòng)；核心處理器210可控制機(jī)器人平臺(tái)200及智能激光滅蚊裝置100之間進(jìn)行協(xié)調(diào)工作。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)器人平臺(tái)200底部具有車輪組或履帶輪等行駛機(jī)構(gòu)220，使機(jī)器人平臺(tái)可在場(chǎng)地上自由移動(dòng)。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)器人平臺(tái)200通過(guò)一轉(zhuǎn)動(dòng)裝置230與智能激光滅蚊裝置100相連，轉(zhuǎn)動(dòng)裝置230可進(jìn)行360度水平旋轉(zhuǎn)及上下俯仰，其中上下俯仰角度可達(dá)180°，從而使智能激光滅蚊裝置100可以對(duì)大范圍的空間進(jìn)行掃描和蚊蟲擊殺。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，智能激光滅蚊機(jī)器人還包括一超聲測(cè)距裝置240(圖中未示出)，所述超聲測(cè)距裝置240與所述核心處理器300相連。

參照?qǐng)D5所示，當(dāng)智能激光滅蚊機(jī)器人運(yùn)行時(shí)，聲音定位傳感器開(kāi)始工作對(duì)目標(biāo)進(jìn)行初定位，當(dāng)沒(méi)有探測(cè)到目標(biāo)時(shí)候，則機(jī)器人平臺(tái)200巡航到下一規(guī)劃點(diǎn)繼續(xù)探測(cè)目標(biāo)。當(dāng)探測(cè)到有目標(biāo)后，將目標(biāo)的大致方位信息傳遞給核心處理器300，核心處理器300根據(jù)目標(biāo)方位信息控制轉(zhuǎn)動(dòng)裝置230轉(zhuǎn)動(dòng)，使攝像頭模塊對(duì)目標(biāo)進(jìn)行精跟蹤，即通過(guò)攝像頭模塊對(duì)實(shí)時(shí)視頻幀進(jìn)行采集，然后對(duì)采集后的圖像進(jìn)行圖像處理，識(shí)別出清晰目標(biāo)，并根據(jù)在圖像中的像素位置進(jìn)而精確定位目標(biāo)所在的方位信息，并通過(guò)實(shí)時(shí)視頻幀的處理對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，同時(shí)將目標(biāo)的方位信息傳遞給反射系統(tǒng)并開(kāi)啟激光器對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤打擊消滅，若在視頻幀采集圖像實(shí)時(shí)處理過(guò)程中檢測(cè)到有其他防傷害的目標(biāo)進(jìn)入后，則信號(hào)傳遞立即關(guān)閉攻擊激光進(jìn)而實(shí)現(xiàn)防護(hù)機(jī)制。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)器人平臺(tái)200底部設(shè)有真空吸附裝置(圖中未示出)，及垃圾存儲(chǔ)箱(圖中未示出)，在需要時(shí)，可以在機(jī)器人平臺(tái)200移動(dòng)時(shí)開(kāi)啟真空吸附裝置及垃圾存儲(chǔ)箱，使機(jī)器人平臺(tái)200進(jìn)行工作環(huán)境的清掃。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)器人上還設(shè)有環(huán)境檢測(cè)裝置250，環(huán)境檢測(cè)裝置250至少包括一個(gè)或多個(gè)可分別測(cè)量溫度、濕度、PM2.5及有害氣體濃度的傳感器。環(huán)境檢測(cè)裝置250主要用于場(chǎng)景實(shí)時(shí)監(jiān)控，其中攝像頭模塊能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控平臺(tái)所處環(huán)境的外部圖像信息，并能夠?qū)⑺O(jiān)控的信息利用遠(yuǎn)程監(jiān)控上傳到手持終端；環(huán)境檢測(cè)裝置250利用內(nèi)部的傳感器能夠探測(cè)平臺(tái)所處環(huán)境的溫度、濕度、PM2.5及密閉空間中的甲醛等有害氣體含量信息并進(jìn)行顯示；燃?xì)庑孤┘盎馂?zāi)預(yù)警模塊利用內(nèi)部的傳感器能夠探測(cè)所處環(huán)境的燃?xì)夂考盁熿F探測(cè)并進(jìn)行報(bào)警。

在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)器人還具有智能家居控制接口，通過(guò)智能家居控制接口可以將智能激光滅蚊機(jī)器人接入智能家居系統(tǒng)中，通過(guò)手機(jī)APP可以遠(yuǎn)程遙控該終端模塊，既方便又可控。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，將智能激光滅蚊裝置與機(jī)器人平臺(tái)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)空間范圍內(nèi)蚊蟲的有效環(huán)保主動(dòng)式滅殺，同時(shí)結(jié)合平臺(tái)的巡航功能能夠更加高效率的完成整個(gè)待工作范圍內(nèi)蚊蟲的滅殺。其中優(yōu)選掃地功能在滅殺蚊蟲的同時(shí)能夠?qū)^(qū)域進(jìn)行清掃工作，大大提高了產(chǎn)品的功能性，同理優(yōu)選環(huán)境監(jiān)測(cè)功能在平時(shí)待機(jī)條件下可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工作區(qū)域內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測(cè)及實(shí)時(shí)監(jiān)控。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。