随着大数据、人工智能、物联网等前沿技术的发展，越来越多的科技设备开始普及和使用。 安防机器人作为智能高科技装备，在协助警务执勤、智能安防、便捷服务等方面得到有效运用，在公共安全领域发挥着重要作用。 根据不同的应用场景，安防机器人按照具体要求规划并执行安保、巡逻任务。 无论是日常安保、巡逻任务，还是重大活动的定点执勤任务，其运行稳定有效。 但针对一些特殊场景的应用，安防机器人的性能和功能需要不断改进和完善。 其中，在雾霾、烟尘、雨雪等恶劣天气条件以及低照度夜间巡逻等情况下，安防机器人采集的视频信息后端平台难以应用和识别。 如果巡逻区域出现可疑人员，则很难消除干扰。 获得有效的警报。 大多数情况下，巡逻任务需要组织安保人员进行不间断的勘察。 然而，保安人员的主观判断往往受到生活中积累的经验和常识的影响。 巡检区域，特别是灯光昏暗、绿化植物覆盖范围大的场所，很容易产生视觉盲点，巡检时可能出现客观误判。
为进一步推动安防机器人的实际应用，提升其夜间及恶劣天气条件下的服务性能，有效解决安防机器人夜间巡检中目标识别不清晰、不能及时发现异常人员等问题，红外热成像技术应用成像技术，使其能够区分视野内隐藏、遮挡的可疑目标，并将采集到的图像与人体形态数据库中的信息进行比对，客观反映目标是否为入侵者，并提供判断结果。 风毫无征兆地席卷了整个荒野，搅动着人们的思绪。
1、红外热成像技术概述
目前，红外热成像技术在人工智能、医疗、建筑、航空航天等诸多领域逐渐崭露头角，引起了国内外专家、学者和工程技术人员的关注。 鉴于红外热成像技术在实际应用中的诸多需求，对其进行深入研究和应用具有重要的现实意义。
一、工作原理
当物体的温度高于绝对零（-273℃）时，它会持续向周围辐射携带物体特征信息的红外线。 因此，识别目标物体的热场分布和温度水平就成为红外热成像技术的关键。 也就是说，该技术是被动红外夜视技术。 由于人眼的可视范围有限，无法识别此类特征，为了使目标特征更加明显，通过光电红外探测器将目标物体特征信息转换为电信号，相应的成像设备将接收到的电信号转换为电信号。信号进入对象空间。 温度分布。 最终系统生成视频图像信号并直观地显示出来，即红外热成像图像（如图1所示）。
图1 红外热像仪成像原理示意图
2.性能特点
单周期识别区域宽、稳定、非接触、操作方便等都是红外热像检测技术的优点。 详情如下：
(1)可进行24小时监控；
(2)检测能力强，可远距离有效；
（3）被动式非接触式探测识别，隐蔽性强；
（4）可实现恶劣环境下同时对多个目标进行高精度、远距离监测；
(5)在强光等客观条件下，物体表面温度场图像的显示不受影响。
以上特点主要针对非制冷红外热成像设备，与传统红外摄像机和微光夜视技术相比具有明显优势。 但在日常视频数据采集中，红外热像仪视频清晰度低于可见光摄像机，且长期运行会导致设备温度升高，导致测量精度出现误差。
红外热像仪监测的物体表面温度不会因光线的变化而波动。 提高夜间监控的有效性和视频监控的质量是红外热成像技术应用于安防机器人的关键因素，为安防机器人提供了在特殊场景下使用的能力。 有效的技术支持和安全保障。
2、安防机器人红外热成像系统
红外热成像技术的应用极大地提高了安防机器人在特殊场景下的实际应用。 其系统组成及技术实现方案如下：
1、系统组成
如图2所示，安防机器人红外热像系统由搭载红外热像机的安防机器人、安防机器人红外热像系统平台、无线网络通信、便携式终端设备组成。 红外热像仪安装在安防机器人上，与高清摄像头一起采集安防机器人周围的信息并存储在NVR设备中，以供后续溯源取证应用。
安防机器人红外热像系统平台包括热像数据聚合、分析处理、异常信息推送等。 它涉及视频数据的智能分析。 基于分析算法，通过预设的阈值对上传的数据进行分析和比较。 如果处理溢出，则会产生异常数据警告。 阈值范围可以根据算法相关部分的需要进行调整。
无线通信为红外热像系统平台与前端设备提供实时传输数据和指令下发的连接通道。 安防机器人采集的数据通过无线通信网络推送至安防机器人红外热成像系统平台，红外通过无线网络传输。 热像视频数据和异常情况推送到便携终端，实现平台与前端、前端与接收终端之间的数据共享和互操作。
便携式终端作为现场数据查看和报警接收设备，可以对安防机器人进行实时远程控制，接收安防机器人推送的红外热成像视频，实时显示异常情况，实现准确、及时的报警。快速识别和处置。
图2 安防机器人红外热成像系统架构
2.技术方案
为了保证安防机器人现场采集的数据实时稳定推送，实现异常情况信息的毫秒级响应，前端采集的现场数据双向同步推送。 一方面，通过无线通信网络推送到红外热成像系统平台，将采集到的图像与人体体形数据库中的信息进行比对判断； 另一方面，通过无线局域网方式推送到便携终端，供前端安全人员调整查看。
（一）红外热成像系统技术方案
在巡逻过程中，安防机器人的红外热成像系统可以执行人体抓拍和识别功能，包括人体入侵报警、越界报警、遗留报警等。其中，对于入侵报警，巡更的边缘位置可以提前指定区域； 对于越界报警，可以预先指定边界的位置和越界的方向； 对于滞留报警，可以预先指定滞留时间阈值。
安防机器人运动过程中，实时检测并定位红外成像视频流中出现的人体，并输出视频中出现的人体位置（定位框）。 当人体识别报警触发时，机器人停止移动，安防机器人红外热成像系统平台弹出人体识别报警弹窗，红外热成像系统平台发送人体识别报警信息到安全机器人附近的便携式终端。 保安人员收到信息后，识别可疑人员。 当红外热成像系统平台关闭警报后，机器人将继续执行任务。 如果后台没有人点击关闭报警对话框，报警永远不会自动停止。
采集到的数据首先存储在本地NVR中，然后通过安防接入模块通过无线通信网络推送到安防机器人红外热成像系统平台。 一方面，利用图像数据处理软件，通过调用算法函数，对数据参数进行比较判断； 另一方面，对输入的原始参数进行处理红外热成像技术摄像头，提取数据中的基本特征，如角点、边缘、纹理、线条、边界等，采用梯度优化算法、标准粒子群算法、线性采样等算法对前端采集的数据进行数值计算，形成典型人体特征的机器视觉专家数据库，供后期数据分析比对。
(2)便携式终端技术方案
如图3所示，安防机器人便携式终端报警信息接收方案一方面可以接收来自红外热成像系统平台的报警信息；另一方面可以接收来自红外热像系统平台的报警信息。 另一方面，还可以直接查看安防机器人的红外热成像实时视频。 在安防机器人的任务区域内，便携式终端可以实时接收监控区域突发事件的预警信息，及时查看监控区域的实际情况，实现对异常情况的快速响应。
在执行区域夜间巡逻任务时，如果有异常人员突然闯入，机器人会触发预警，并将异常信息反馈至便携终端APP。 弹出预警信息，提示安保人员及时处理异常情况，实时保障巡逻区域夜间安全。
图3 便携式终端流程图
3.场景应用分析
1.夜间及恶劣天气条件下的保安巡逻
安防机器人具有红外探测区域入侵功能，可以实时监控指定区域的突发事件。 当夜间巡查某区域时发现异常入侵者时，安防机器人会触发预警，并将异常信息反馈至系统平台，平台弹出预警信息。 提示安保人员及时处理异常情况，实时保障巡逻区域夜间安全。
在雨、雪、雾等恶劣天气条件下，可见光系统观测效果较差，无法正常工作。 红外线的波长较长，穿透雨、雪、雾的能力较高。 安防机器人可以利用红外热成像检测技术来克服夜间或恶劣环境下的巡逻和监控。
2、绿地伪装和隐藏目标检测与识别
一些室外场景情况复杂多变，给安保人员控制带来了更大的难度。 特别是在主要活动区域周围的草地和树林中，经常发生可疑人员隐藏的情况，而现场的具体情况无法通过常规探测设备。 感知、视觉误判可能导致人为错误。 然而植被、建筑物等物体的温度特征信息远低于人体。 红外热像系统被动接收热辐射信号时，不易发生人体特征信息的误判。 然而，当灌木丛太厚，完全遮挡可疑目标时红外热成像技术摄像头，利用红外热成像技术很难有效识别可疑目标。
此外，红外热成像系统还可以有效过滤环境背景中的复杂结构、光线和物体阴影等干扰，不会将上述干扰因素误判为目标。 利用图像分析技术，可以实现巡逻区域入侵的自动报警防护，极大有助于提高安防机器人执勤的安全防护效率。
3、重要部门、仓库的安全、消防监控
由于红外热成像系统反映物体的温度并对其进行成像，因此它通过确定视场内的最高温度来确定是否存在异常火源。 当检测到高温点时，立即触发安全警报，警笛响起，后台客户端弹出火灾报警弹窗。 弹窗内容包括红外热像系统采集到的图片和位置信息。 ，为锁定火灾地点、确认火灾强度、合理调配人力提供依据。
4。结论
红外热成像技术在安防机器人上的应用，解决了安防机器人夜间执行巡逻任务时识别不清的问题，能够在有限的警力条件下实现准确识别、自动预警、对异常情况的快速反应，提高了提高安防机器人的实战性能，为安防机器人在实战应用中提供有效的技术支持和安全保障。
文/李强、李健、韩中华
罗丛丛
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