一種智能激光滅蚊裝置及機器人的制作方法

本實用新型屬于激光滅蚊領域，尤其涉及一種智能激光滅蚊裝置及機器人。

背景技術：

蚊蟲作為四害之一，可傳播的疾病達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。蚊蟲在全球范圍內傳播瘧疾，尤其是對發展中國家影響巨大，特別是在內戰頻繁、公共醫療和衛生條件惡劣的非洲尤為嚴重，據統計每43秒就有一名兒童死于瘧疾。按照國際衛生組織的估算，每年大約有三億人會感染瘧疾，其中的死亡人數則會超過一百萬。通過蚊蟲傳播的登革熱是東南亞地區兒童死亡的主要原因之一，且在我國南方地區夏季普遍爆發。這些蚊蟲傳播的疾病爆發性強，且目前沒有疫苗可以預防。

而在蚊蟲滅殺方面，基本還都是采取化學藥品的有毒噴殺，會帶來一定的副作用及環境問題，還有一些蚊蟲捕殺工具都是被動式的技術，效果較差。

目前人工智能的發展已經日臻成熟，人工智能能夠進行環境感知、思維分析及人機交互，隨著技術的發展，將機器人引入人們的日常生活和工作中，已成為一種趨勢，如果能夠將人工智能與滅蚊結合，則能大大地造福人類。

目前市面上還沒有一種能夠方便地進行蚊蟲殺滅的智能化設備。

技術實現要素：

本實用新型實施例提供一種智能激光滅蚊裝置及智能滅蚊機器人，旨在解決目前市面上還沒有一種能夠方便地進行蚊蟲殺滅的智能化設備的問題。

本實用新型實施例是這樣實現的，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，對目標蚊蟲進行識別、跟蹤；

激光器，所述激光器由所述控制器控制，輸出激光光束對所述目標蚊蟲進行打擊；

反射系統，所述反射系統由所述控制器控制，配合所述激光器將所述激光光束對準所述目標蚊蟲。

本實用新型實施例還提供一種智能激光滅蚊機器人，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、可進行移動的機器人平臺；

控制所述機器人平臺及所述智能激光滅蚊裝置協調工作的核心處理器。

本實用新型提供了一種智能激光滅蚊裝置及機器人，通過控制器控制圖像采集裝置對目標蚊蟲進行識別與跟蹤，再控制反射系統將激光器輸出的激光光束對準目標蚊蟲進行打擊；實現了智能化滅蚊，不但滅蚊效率高，節省了大量人力，而且不會造成環境污染。同時將智能激光滅蚊裝置與機器人平臺結合，實現了對空間范圍內蚊蟲的主動式滅殺，同時結合平臺的巡航功能能夠更加高效率地完成整個待工作范圍內蚊蟲的滅殺。

附圖說明

圖1是本實用新型第一實施例提供的一種智能激光滅蚊裝置側面剖視圖；

圖2是本實用新型第一實施例提供的一種智能激光滅蚊裝置立體圖；

圖3是本實用新型第一實施例提供的一種激光器的結構圖；

圖4是本實用新型第二實施例提供的一種智能激光滅蚊機器人的機構圖；

圖5是本實用新型第二實施例提供的一種智能激光滅蚊機器人的滅蚊流程圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

本實用新型提供了一種智能激光滅蚊裝置及機器人，通過控制器控制圖像采集裝置對目標蚊蟲進行識別與跟蹤，再控制反射系統將激光器輸出的激光光束對準目標蚊蟲進行打擊；實現了智能化滅蚊，不但滅蚊效率高，節省了大量人力，而且不會造成環境污染。同時將智能激光滅蚊裝置與機器人平臺結合，實現了對空間范圍內蚊蟲的主動式滅殺，同時結合平臺的巡航功能能夠更加高效率地完成整個待工作范圍內蚊蟲的滅殺。

第一實施例：

如圖1所示，在本實用新型的一個實施例中，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4之間相互協調工作；圖像采集裝置2由控制器1控制，可以對目標蚊蟲8進行識別與跟蹤；激光器3由控制器1控制開啟，以輸出激光光束對目標蚊蟲8進行打擊；反射系統4由控制器1控制，配合激光器3，將激光光束對準目標蚊蟲8，以進行精確打擊。

在本實用新型實施例中，控制器1至少包括中央處理器、存儲介質、內存、主板，以及與其他設備對接的I/O接口等；這里的控制器1的選型不作具體限定，只要能實現本方案的功能即可，例如，altera公司的Cyclone II系列的型號為EP2C35F484C8N的控制器就可以實現。

在本實用新型實施例中，圖像采集裝置2為攝像頭模塊。

參照圖2所示，在本實用新型的一個實施例中，圖像采集裝置2與反射系統4之間設有一二向色鏡5，使目標蚊蟲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蚊蟲8的方向同軸。

參照圖3所示，在本實用新型的一個實施例中，激光器3包括激光發生裝置31、激光準直裝置32及激光聚焦裝置33。其中激光發生裝置31為激光二極管，本實用新型優選波長短的藍紫色，功率為毫瓦級的激光二極管為激光光源；激光準直裝置32對激光二級管發出的激光光束進行準直；激光聚焦裝置33再將準之后的激光聚焦到對應位置。

在本實用新型的一個實施例中，激光器3的發射功率可調，即激光發射器為功率可調的激光發射器，根據具體的使用場景選擇合適的激光發射功率。例如，在室內或人群密集區，用小功率如100毫瓦到3瓦的激光；而如果是在農田、打老鼠等，則需要將激光發射功率調大。具體的實現如，設置多個激光發射器，以便根據具體應用場景選擇切換具有合適發射功率的激光發射器；或者采用脈寬可調電路來調節激光的功率參數。

在本實用新型實施例中，通過圖像采集裝置2對實時視頻幀進行圖像采集，然后對采集后的圖像進行圖像處理，識別出清晰目標，并對圖像進行特征識別，區分當前目標物的種類，如蚊子、蒼蠅、蝗蟲或蟑螂等，確認了目標物的種類以后就可以通過控制器1發出調節激光發射功率的指令。

在本實用新型的一個實施例中，激光優選的波長范圍為400nm到460nm之間。

在本實用新型的一種實施例中，反射系統4至少包括兩個反射鏡：第一反射鏡41和第二反射鏡42，及根據控制器1的控制指令驅動反射鏡改變鏡片方向的反射鏡電機，反射鏡電機包括第一反射鏡電機43與第二反射鏡電機44，分別和第一反射鏡41及第二反射鏡42對應連接。

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

在本實用新型的一個實施例中，智能激光滅蚊裝置還包括一紅外補光裝置6，紅外補光裝置6直接或間接對所述目標蚊蟲的活動區域進行照射。

在本實用新型的一個實施例中，圖像采集裝置2前設有窄帶濾光片，使返回圖像采集裝置2的光為單色光，背景顏色單一化，蚊子和背景明顯區別，容易發現；可見光強烈時，也不會漏掉目標。本實用新型中優選紅外窄帶濾光片，紅外窄帶濾光片只允許紅外背景光透過。

在本實用新型的一個實施例中，控制器1、圖像采集裝置2、激光器3及發射系統4固定于一支架7上。

作為本實用新型的一個實施例，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目標蚊蟲進行追蹤。

作為本實用新型的一種實施例，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；當發現目標蚊蟲8后，攝像頭模塊固定工作，然后通過控制器1對攝像頭模塊的實時視頻幀進行圖像分析，利用背景差分法及視覺背景提取算法對攝像頭模塊視野內的運動目標進行識別、并精確跟蹤，同時根據精確跟蹤的目標方位信息，進行航跡預測，并控制激光器3輸出激光光束，控制器1依據航跡預測算法生成反射鏡控制信息，控制反射系統4的反射鏡驅動模塊41，通過反射鏡驅動模塊41控制反射鏡模塊42迅速調整反射角度，以將打在反射鏡模塊42上的激光光束精確導向目標蚊蟲8，實現實時跟蹤打擊，直至目標在攝像頭模塊的跟蹤視野內消失。

作為本實用新型的另一種實施例，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據處理單元與兩個聲音傳感器，兩聲音傳感器分別對目標蚊蟲8發出的聲音進行探測，數據處理單元根據聲音采集值來計算目標蚊蟲8的方位坐標，然后將初定位的方位信息反饋給控制器1，控制器1根據初定位的方位信息控制攝像頭模塊的鏡頭朝向該方位，控制攝像頭模塊開始工作，此時目標在攝像頭的小范圍視野內，通過控制器1對攝像頭模塊的實時視頻幀進行圖像采集，利用圖像處理算法對攝像頭視野內的運動目標進行識別、并精確跟蹤，同時根據目標方位信息進行航跡預測，并控制激光器3輸出激光光束，控制器1依據航跡預測算法生成反射鏡控制信息，控制反射系統4的反射鏡驅動模塊41，通過反射鏡驅動模塊41控制反射鏡模塊42迅速調整反射角度，以將打在反射鏡模塊42上的激光光束精確導向目標蚊蟲8，實現實時跟蹤打擊，直至目標在攝像頭模塊的跟蹤視野內消失。在本實用新型的一個實施例中，所述智能激光滅蚊裝置還包括一防傷害誤傷的識別模塊，所述防傷害識別模塊可對所述目標蚊蟲所在區域的圖像進行臉部識別，并分析。與預設模型進行匹配，并將匹配結果發送至所述控制器，使所述控制器根據匹配結果來控制是否發出打擊指令。例如，該識別模塊可以對圖像采集裝置2所采集到的目標蚊蟲所在區域的背景進行臉部識別分析，若分析出目標蚊蟲的背景符合臉部特征模型，則本次將不會發射激光，避免了激光對人造成的誤傷。這里的預設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，或者按需求設定的其他模型。

上述實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、對目標蚊蟲進行識別、跟蹤的圖像采集裝置；由控制器控制，輸出激光光束對目標蚊蟲進行打擊的激光器；由控制器控制，配合激光器將激光光束對準目標蚊蟲的反射系統；通過控制器控制圖像采集裝置對目標蚊蟲進行識別與跟蹤，再控制反射系統將激光器輸出的激光光束對準目標蚊蟲進行打擊；實現了智能化滅蚊，不但滅蚊效率高，節省了大量人力，而且不會造成環境污染。

第二實施例：

如圖4所示，一種智能激光滅蚊機器人，包括如第一實施例所示的智能激光滅蚊裝置100、機器人平臺200及設于機器人平臺內的核心處理器210(圖中未示出)。其中，機器人平臺200用于搭載智能激光滅蚊裝置，并可進行移動；核心處理器210可控制機器人平臺200及智能激光滅蚊裝置100之間進行協調工作。

在本實用新型的一個實施例中，機器人平臺200底部具有車輪組或履帶輪等行駛機構220，使機器人平臺可在場地上自由移動。

在本實用新型的一個實施例中，機器人平臺200通過一轉動裝置230與智能激光滅蚊裝置100相連，轉動裝置230可進行360度水平旋轉及上下俯仰，其中上下俯仰角度可達180°，從而使智能激光滅蚊裝置100可以對大范圍的空間進行掃描和蚊蟲擊殺。

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

參照圖5所示，當智能激光滅蚊機器人運行時，聲音定位傳感器開始工作對目標進行初定位，當沒有探測到目標時候，則機器人平臺200巡航到下一規劃點繼續探測目標。當探測到有目標后，將目標的大致方位信息傳遞給核心處理器300，核心處理器300根據目標方位信息控制轉動裝置230轉動，使攝像頭模塊對目標進行精跟蹤，即通過攝像頭模塊對實時視頻幀進行采集，然后對采集后的圖像進行圖像處理，識別出清晰目標，并根據在圖像中的像素位置進而精確定位目標所在的方位信息，并通過實時視頻幀的處理對目標進行跟蹤，同時將目標的方位信息傳遞給反射系統并開啟激光器對目標進行跟蹤打擊消滅，若在視頻幀采集圖像實時處理過程中檢測到有其他防傷害的目標進入后，則信號傳遞立即關閉攻擊激光進而實現防護機制。

在本實用新型的一個實施例中，機器人平臺200底部設有真空吸附裝置(圖中未示出)，及垃圾存儲箱(圖中未示出)，在需要時，可以在機器人平臺200移動時開啟真空吸附裝置及垃圾存儲箱，使機器人平臺200進行工作環境的清掃。

在本實用新型的一個實施例中，機器人上還設有環境檢測裝置250，環境檢測裝置250至少包括一個或多個可分別測量溫度、濕度、PM2.5及有害氣體濃度的傳感器。環境檢測裝置250主要用于場景實時監控，其中攝像頭模塊能夠實時監控平臺所處環境的外部圖像信息，并能夠將所監控的信息利用遠程監控上傳到手持終端；環境檢測裝置250利用內部的傳感器能夠探測平臺所處環境的溫度、濕度、PM2.5及密閉空間中的甲醛等有害氣體含量信息并進行顯示；燃氣泄漏及火災預警模塊利用內部的傳感器能夠探測所處環境的燃氣含量及煙霧探測并進行報警。

在本實用新型的一個實施例中，機器人還具有智能家居控制接口，通過智能家居控制接口可以將智能激光滅蚊機器人接入智能家居系統中，通過手機APP可以遠程遙控該終端模塊，既方便又可控。

本實用新型實施例中，將智能激光滅蚊裝置與機器人平臺相結合，實現了對空間范圍內蚊蟲的有效環保主動式滅殺，同時結合平臺的巡航功能能夠更加高效率的完成整個待工作范圍內蚊蟲的滅殺。其中優選掃地功能在滅殺蚊蟲的同時能夠對區域進行清掃工作，大大提高了產品的功能性，同理優選環境監測功能在平時待機條件下可以實現對工作區域內的環境監測及實時監控。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。