Автоматизированный комплекс для охраны территорий объектов с робототехнической системой Российский патент 2021 года по МПК G08B13/00 G08B25/00 

Изобретение относится к области охраны территорий объектов с использованием робототехнических систем. Предлагаемое изобретение может также использоваться при проектировании антитеррористической защищенности территорий охраняемых объектов.

В настоящее время имеются похожие решения по использованию подвижных роботов и механизмов для задач охраны территорий. Например, известна «Система ограждения периметра и способ ее применения» (Perimeter containment system and method of use thereof), описанная в патенте US №7325243, МПК G08B 1/08, опубл. 2008 г. Система содержит центр управления, контактные узлы (или блоки) периметра и конструкцию периметра (например, в виде тюремного забора). Весь периметр разбит на зоны (участки) с расположенными на них средствами сигнализации. Контактные узлы периметра представляют собой электронные блоки, которые размещены на соответствующих подвижных транспортных средствах (автомобилях, платформах, тележках). Группа транспортных средств с контактными узлами периметра размещается снаружи замкнутого периметра (забора) и они могут совершать движения вокруг периметра. Каждый из контактных узлов периметра имеет радиосвязь с центром управления и выполнен с возможностью осуществлять аудио передачу и видео передачу с определенного участка периметра по команде от центра управления. Задача контактных узлов периметра заключается в слежении за нарушением структуры периметра, например, за возможным разрушением заграждения нарушителями. Контактные узлы периметра могут анализировать тревожную ситуацию на определенном участке периметра и передавать, при необходимости, аудио- и видеоинформацию в центр управления. Учитывая, что количество контактных узлов периметра, размещенных на транспортных средствах, значительно меньше, чем участков периметра, то этот факт компенсируется возможностью передвижения их по периметру для анализа состояния угроз на разных участках. Алгоритм функционирования системы работает таким образом, что при получении тревожного сообщения от одного из участков периметра, центр управления передает команду ближайшему к этому участку контактному узлу периметра, чтобы он переместился в зону, где произошло нарушение. Подъехав к этому месту, контактный узел периметра оценивает ситуацию и передает информацию в центр управления. В случае отсутствия тревожной ситуации (например, отсутствия разрушения забора) сигнал тревоги в системе снимается. В противном случае дается команда службе охраны по противодействию нарушителям.

Сходными существенными признаками с заявленным техническим решением являются: центр управления, контактные узлы (или блоки) периметра, средства сигнализации, подвижные транспортные средства, радиосвязь контактных узлов периметра с центром управления, возможность передачи аудио- и видеоинформации в центр управления.

Недостатком системы является то, что она не приспособлена для проверки технического состояния множества мобильных пунктов контроля на местности, расположенных в местах наиболее вероятного проникновения нарушителей на объект.

«Система безопасности и движущийся робот» (Security system and moving robot), описанные в патенте US №7750803, МПК G08B 13/00, опубл. 2010 г. Указанное изобретение направлено на обеспечение безопасности людей в жилых домах и других закрытых помещениях. Система безопасности содержит группу стационарных датчиков безопасности, которые установлены на окнах и входных дверях в некотором контролируемом помещении. В качестве датчиков обычно используются датчики вибрации, акустические датчики, инфракрасные датчики, датчики ультразвуковой волны и другие. Все стационарные датчики объединены в локальную сеть и подключены к серверу (главному компьютеру поста охраны). В систему безопасности дополнительно включен подвижный робот, который предназначен для патрулирования здания в определенном режиме работы. Подвижный робот оснащен видеокамерой, а также различными видами бортовых датчиков (например, датчиком вибрации, акустическим датчиком, инфракрасным датчиком и другими) для мониторинга ситуации в здании пока его патрулирует. Робот наделен охранными функциями и при обнаружении аномального состояния в помещении передает данные о тревожном состоянии в главный компьютер. Датчики, установленные в жилых помещениях, часто выдают ложные срабатывания и органы безопасности должны направлять охранников для анализа сигналов тревоги, что вызывает большую нагрузку на силовые структуры. Поэтому в системе предусмотрена возможность посылать подвижного робота чаще в комнаты с более высокой частотой обнаружения аномалий.

Сходными существенными признаками с заявленным техническим решением являются: группа стационарных датчиков, главный компьютер поста охраны, подвижный робот с видеокамерой и набором бортовых датчиков, возможность патрулирования роботом контролируемого объекта.

Недостатком системы является то, что она не приспособлена для проверки технического состояния множества мобильных пунктов контроля на местности, расположенных в местах наиболее вероятного проникновения нарушителей на объект.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению является «Робототехническая система и автономный мобильный робот» (Robot system and autonomous mobile robot), описанные в патенте US №7218993, МПК G06F 19/00, опубл. 2007 г. Указанная робототехническая система включает в себя автономного мобильного робота, который перемещается по заданной траектории с целью патрулирования местности с определенными интервалами времени. Робот имеет видеокамеру, которая фотографируя окрестности, делает фотографии в заданных местах во время движения по заданной траектории. В состав системы входят передающая станция, установленная на роботе, и приемный пункт (центральный пост) с приемной станцией. Связь между роботом и приемной станцией осуществляется по беспроводному каналу связи (радиоканалу). Снимки, сделанные видеокамерой, сохраняются в памяти робота и передаются с помощью передающей станции по радиоканалу связи в приемный пункт или на сотовый телефон по запросу оператора системы с сотового телефона. Робот имеет датчики состояния окружающей среды (датчики температуры, влажности, шума, яркости света) для мониторинга экологического состояния местности. Робот имеет также звуковой датчик (микрофон) для записи звука и его анализа. Для осуществления патрулирования на местности робот имеет механизм перемещения с колесами. Движение робота обеспечивает секция управления его перемещением по заданной траектории. Видеокамера и датчики робота предназначены также для функционирования секции обнаружения подозрительных объектов, существование которых на местности недопустимо.

Сходными существенными признаками с заявленным техническим решением являются: автономный мобильный робот и приемный пункт (центральный пост охраны), передающая и приемная станции, образующие канал радиосвязи, механизм перемещения с колесами и секция управления перемещением по заданной траектории, возможность использования робота в режиме патрулирования.

Недостатком системы является то, что она не приспособлена для проверки технического состояния множества мобильных пунктов контроля на местности, расположенных в местах наиболее вероятного проникновения нарушителей на объект.

Целью настоящего изобретения является создание автоматизированного комплекса для охраны территорий объектов с робототехнической системой, выполненного с возможностью проверки с помощью автономного мобильного робота технического состояния множества мобильных пунктов контроля и облегчения труда для сотрудников службы охраны.

Охрана территорий особо важных объектов предъявляет повышенные требования к выявлению тревожных ситуаций и пресечению несанкционированных действий, что должно обеспечиваться особым подходом к организации функционирования системы с возможным исключением человеческого фактора из процесса обеспечения режима охраны. Особенностью изобретения является то, что для проверки технического состояния множества мобильных пунктов контроля используется, по меньшей мере, один автономный мобильный робот, который заменяет собой функции операторов при дежурном обходе территории объекта охраны.

Для достижения поставленной цели в известное техническое решение введены новые существенные признаки, которые позволяют обеспечить надежную охрану территорий особо важных объектов. Эта цель достигнута в предложенном «Автоматизированном комплексе для охраны территорий объектов с робототехнической системой», который содержит центральный пост охраны с приемопередающей антенной, а также, по меньшей мере, один автономный мобильный робот, который выполнен с возможностью перемещения по заданной траектории с целью патрулирования местности, содержащий механизм перемещения с колесами, секцию управления перемещением по заданной траектории, приемопередающую антенну дальней радиосвязи с центральным постом охраны и видеокамеру, автоматизированный комплекс дополнительно содержит множество мобильных пультов контроля с номерами 1-n, расположенных на территории охраняемого объекта и образующих зоны обнаружения нарушителей, каждый из мобильных пунктов контроля наделен аппаратурой спутниковой навигации GPS/ГЛОНАСС и радиоканалом связи с ближней зоной действия, в состав автономного мобильного робота введены блок электронный, автономное устройство контроля и приемопередающая антенна ближней радиосвязи, в секцию управления перемещением по заданной траектории дополнительна введена аппаратура спутниковой навигации GPS/ГЛОНАСС, а автономный мобильный робот выполнен с дополнительными возможностями:

- патрулирования местности охраняемой территории при движении по определенному маршруту, причем с возможностью поочередного образования ближних радиоканалов связи с мобильными пунктами контроля при вхождении в зоны их ближней радиосвязи;

- осуществления проверки технического состояния каждого мобильного пункта контроля после образования с ним ближнего радиоканала связи путем считывания необходимой информации из его памяти;

- осуществления видеосъемки местности в окрестностях зоны обнаружения каждого из мобильных пунктов охраны с помощью видеокамеры по команде от центрального поста охраны для проверки состояния зоны обнаружения и анализа тревожных ситуаций с дальнейшей передачей информации на центральный пост охраны;

- осуществления контрольных проходов в зонах обнаружения по командам от центрального поста охраны;

- обеспечения временной охраны одной из зон обнаружения при выходе из строя мобильного пункта охраны или ремонтных работах за счет приведения в действие автономного устройства контроля с передачей информации на центральный пост охраны.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена структурная схема автоматизированного комплекса. На чертеже введены следующие обозначения: центральный пост охраны - 1, мобильные пункты контроля - 2, автономный мобильный робот - 3, блок электронный - 4, автономное устройство контроля - 5, видеокамера - 6, приемопередающая антенна центрального поста охраны - 7, приемопередающая антенна ближней радиосвязи - 8, приемопередающая антенна дальней радиосвязи - 9, радиоканал связи центрального поста охраны с автономным мобильным роботом - 10, зона ближней радиосвязи мобильного пункта контроля - 11, зона ближней радиосвязи автономного мобильного робота - 12, траектория движения автономного мобильного робота на охраняемой территории - 13, зоны обнаружения нарушителей мобильных пунктов контроля - 14, радиоканал связи автономного мобильного робота с мобильным пунктом контроля - 15, направление движения автономного мобильного робота - 16.

Предлагаемый автоматизированный комплекс обеспечивает:

- возможность удаленной диагностики и сбора данных о состоянии мобильных пунктов контроля без участия людских ресурсов с помощью автономного мобильного робота;

- возможность обеспечения с помощью автономного мобильного робота временного закрытия одной из зон обнаружения при замене вышедшего из строя оборудования;

- резервирование (за счет использования автономного мобильного робота) и бесперебойность функционирования автоматизированного комплекса.

Предложенный автоматизированный комплекс работает следующим образом. При организации охраны обширной территории в местах наиболее вероятного проникновения нарушителей (дороги, лесные тропы, овраги, кустарники, прибрежные зоны и т.п.) располагаются мобильные пункты контроля с номерами 1-n, образующие соответствующие зоны обнаружения нарушителей. Все мобильные пункты контроля 2 подключаются к центральному посту охраны 1 посредством радиоканала дальней радиосвязи. Мобильные пункты контроля 2 формируют зоны обнаружения 14, например, в виде круговых зон, обозначенных на чертеже. Каждый из мобильных пунктов контроля 2 наделен радиоканалом связи с объемной ближней зоной действия радиосвязи 11, условно обозначенной на чертеже в виде круговой зоны определенного радиуса. Центральный пост охраны 1 содержит приемопередающую антенну 7 для дальней связи и образует радиоканал связи 10 с автономным мобильным роботом 3. В свою очередь, автономный мобильный робот 3 содержит приемопередающие антенны ближней 9 и дальней 8 радиосвязи, а также блок электронный 4, автономное устройство контроля 5 и видеокамеру 6. Приемопередающая антенна ближней радиосвязи 9 формирует объемную зону ближней радиосвязи 12 автономного мобильного робота 3, условно обозначенную на чертеже в виде круговой зоны определенного радиуса. При вхождении зоны ближней радиосвязи 12 автономного мобильного робота 3 в зону ближней радиосвязи 11 мобильного пункта контроля (как обозначено на чертеже) образуется радиоканал связи 15 автономного мобильного робота 3 с мобильным пунктом контроля 2. Для обеспечения помехоустойчивой работы автоматизированного комплекса радиоканалы связи предлагается использовать в разных частотных диапазонах (например, радиоканал связи 15 - на радиочастоте 433 МГц, радиоканал связи 10 - на радиочастоте 868 МГц).

Автономный мобильный робот 3 обеспечивает патрулирование территории охраняемого объекта при движении, например, по траектории 13, указанной на чертеже, в направлении 16 с поочередным обходом всех мобильных пунктов контроля 2. При вхождении зоны ближней радиосвязи 12 автономного мобильного робота 3 в одну из зон ближней радиосвязи 11 одного из мобильного пункта контроля 2 (например, как обозначено на чертеже) происходит радиоконтакт автономного мобильного робота с этим пунктом мобильного контроля. Подключение автономного мобильного робота к мобильному пункту контроля представляет собой информационно защищенный процесс идентификации автономного мобильного робота с вводом пароля на доступ к мобильному пункту контроля. После получения доступа автономный мобильный робот осуществляет проверку технического состояния мобильного пункта контроля путем считывания необходимой информации из его памяти в блок электронный 4 с последующим ее анализом. При этом могут быть проверены алгоритмы функционирования мобильного пункта контроля, его чувствительность, пороговые уровни, запас по динамическому диапазону уровня зондирующего сигнала и другие параметры. При обнаружении неисправности автономный мобильный робот 3 по дальнему радиоканалу связи 10 передает в центральный пост охраны 1 сообщение о необходимости перенастройки мобильного пункта контроля или его ремонте. Мобильные пункты контроля могут изменять свое расположение на местности в зависимости от тактических соображений охраны. При этом с помощью аппаратуры спутниковой навигации GPS/ГЛОНАСС отслеживаются соответствующие изменения координат для новой привязки к местности. При смене дислокаций мобильных постов контроля должна измениться, соответственно, и траектория движения автономного мобильного робота. Аппаратура спутниковой навигации GPS/ГЛОНАСС, введенная в секцию управления перемещением по заданной траектории автономного мобильного робота, позволяет осуществлять топографическую привязку к местности координат движения автономного мобильного робота и корректировать его траекторию движения в случае изменения дислокации мобильных пунктов контроля.

Другая функция автономного мобильного робота 3 заключается в осуществлении видеосъемки местности в окрестностях каждой из зон обнаружения с последующей передачей информации в центральный пост охраны. Для этого по команде от центрального поста охраны 1 автономный мобильный робот 3 осуществляет видеосъемку выбранной зоны обнаружения с помощью видеокамеры 6 и передает полученную информацию для анализа в центральный пост охраны. Необходимость этой функции определяется тем, что на отдельных зонах обнаружения могут появиться нежелательные загромождения, ухудшающие видимость (упало дерево, скопился мусор, образовался сугроб снега и т.п.), что может привести к возникновению тревожной ситуации.

Следующая функция автономного мобильного робота 3 заключается в осуществлении контрольных проходов в выбранных зонах обнаружения 14 по командам от центрального поста охраны 1. При выполнении контрольного прохода и правильной работе мобильного пункта контроля формируется сигнал тревоги. В противном случае, отсутствие сигнала тревоги свидетельствует о неисправности мобильного пункта контроля, что сообщается в центральный пост охраны. Если требуется ремонт или замена неисправного мобильного пункта контроля, то автономный мобильный робот 3 может выполнить дополнительную функцию обеспечения временной охраны одной из зон обнаружения за счет приведения в действие автономного устройства контроля 5. Автономное устройство контроля может быть оснащено, например, однопозиционным радиолучевым средством обнаружения, инфракрасным пассивным средством обнаружения, сейсмическим средством обнаружения или тепловизором. После ремонта и возобновления охраны автономный мобильный робот может приступить к выполнению других функций.

В качестве мобильных пунктов контроля 2 могут использоваться быстроразвертываемые сигнализационные комплексы (БСК) «Паутина-М» БАЖК.425624.016, представленные в интернете на сайте www.nikiret.ru. В состав каждого БСК входят следующие средства обнаружения нарушителей, работающие на разных физических принципах:

- сейсмическое средство обнаружения БСК-С БАЖК.425139.010;

- средство обнаружения радиолучевое двухпозиционное БСК-РЛД БАЖК.425142.051;

- средство обнаружения двухпозиционное радиоволновое подземное БСК-РВП БАЖК.425142.058;

- магнитометрическое средство обнаружения БСК-МСО БАЖК.425113.005;

- двухпозиционное радиоволновое средство обнаружения БСК-РВД БАЖК425142.048;

- инфракрасное средство обнаружения БСК-ИК БАЖК.425152.003;

- обрывное средство обнаружения БСК-О БАЖК.468173.026.

Указанные средства обнаружения могут использоваться в БСК по отдельности или совместно с другими средствами обнаружения из состава БСК.

Введенные в известную систему дополнительные признаки позволяют придать предлагаемому автоматизированному комплексу новые существенные свойства, увеличить степень универсальности комплекса, приводящую к повышению его эффективности и надежности выполняемых функций по охране территорий объектов.

Изобретение относится к области охраны территорий объектов с использованием робототехнических систем. Техническим результатом является обеспечение автоматизированного контроля технического состояния множества мобильных пунктов контроля на местности. Технический результат достигается тем, что в заявленном решении предусмотрен автоматизированный комплекс для охраны территорий объектов, содержащий мобильный робот, который выполнен с возможностью патрулирования местности охраняемой территории при движении по определенному маршруту, с возможностью поочередного образования ближних радиоканалов связи с мобильными пунктами контроля; осуществления проверки технического состояния каждого мобильного пункта контроля путем считывания необходимой информации из его памяти; осуществления видеосъемки местности в окрестностях зоны обнаружения и анализа тревожных ситуаций с дальнейшей передачей информации на центральный пост охраны; обеспечения временной охраны одной из зон обнаружения при выходе из строя мобильного пункта охраны или ремонтных работах. 1 ил.

Автоматизированный комплекс для охраны территорий объектов с робототехнической системой, содержащий центральный пост охраны с приемопередающей антенной, а также, по меньшей мере, один автономный мобильный робот, который выполнен с возможностью перемещения по заданной траектории с целью патрулирования местности, содержащий механизм перемещения с колесами, секцию управления перемещением по заданной траектории, приемопередающую антенну дальней радиосвязи с центральным постом охраны и видеокамеру, отличающийся тем, что автоматизированный комплекс дополнительно содержит множество мобильных пультов контроля с номерами 1-n, расположенных на территории охраняемого объекта и образующих зоны обнаружения нарушителей, каждый из мобильных пунктов контроля наделен аппаратурой спутниковой навигации GPS/ГЛОНАСС и радиоканалом связи с ближней зоной действия, в состав автономного мобильного робота введены блок электронный, автономное устройство контроля и приемопередающая антенна ближней радиосвязи, в секцию управления перемещением по заданной траектории дополнительно введена аппаратура спутниковой навигации GPS/ГЛОНАСС, а автономный мобильный робот выполнен с дополнительными возможностями:

- патрулирования местности охраняемой территории при движении по определенному маршруту, причем с возможностью поочередного образования ближних радиоканалов связи с мобильными пунктами контроля при вхождении в зоны их ближней радиосвязи;

- осуществления проверки технического состояния каждого мобильного пункта контроля после образования с ним ближнего радиоканала связи путем считывания необходимой информации из его памяти;

- осуществления видеосъемки местности в окрестностях зоны обнаружения каждого из мобильных пунктов охраны с помощью видеокамеры по команде от центрального поста охраны для проверки состояния зоны обнаружения и анализа тревожных ситуаций с дальнейшей передачей информации на центральный пост охраны;

- осуществления контрольных проходов в зонах обнаружения по командам от центрального поста охраны;

- обеспечения временной охраны одной из зон обнаружения при выходе из строя мобильного пункта охраны или ремонтных работах за счет приведения в действие автономного устройства контроля с передачей информации на центральный пост охраны.