視頻監(jiān)控智能車的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

吳瓊 王科 王江

摘要：隨著科技的進(jìn)步，人工智能技術(shù)不僅開(kāi)始應(yīng)用于我們的日常生活之中，而且在國(guó)家公共安全領(lǐng)域也取得了突破性的進(jìn)展，比如軍事領(lǐng)域，消防領(lǐng)域等等。視頻智能監(jiān)控車通過(guò)在智能車上加裝視頻監(jiān)控，通過(guò)終端控制決定攝像頭的走向，更快捷，更靈活的采集更有效的信息。將實(shí)時(shí)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)加以分析傳給監(jiān)控端，幫助監(jiān)控人員獲得更大范圍內(nèi)有效的實(shí)時(shí)情況。最重要的是可以代替人工，去到視頻監(jiān)控人員無(wú)法去到的地方，探索未知的領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞：人工智能;公共安全領(lǐng)域;視頻監(jiān)控智能車;監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)

一、引言

視頻監(jiān)控智能車是在智能車應(yīng)用上又一重要的拓展。也是在以往不能監(jiān)控技術(shù)不能移動(dòng)方面的改進(jìn)。智能車是可以動(dòng)態(tài)模擬人的行為的一種系統(tǒng)，他可以感知外界環(huán)境的變化并作出數(shù)據(jù)記錄，同時(shí)可以自主動(dòng)態(tài)的做出決策和行為規(guī)劃，比如在遇見(jiàn)路障的時(shí)候可以自主的選擇正確的方向。視頻監(jiān)控智能車是集多個(gè)領(lǐng)域，多種技術(shù)設(shè)計(jì)而成的新型采集數(shù)據(jù)工具。視頻監(jiān)控智能車涉及到了機(jī)電一體化技術(shù)，通信，傳感器以及人工智能等領(lǐng)域，根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)好的程序，利用人工智能的各種算法，自主獨(dú)立完成復(fù)雜的任務(wù)，幫助人們更有效的采集數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，甚至是幫助人們完成高風(fēng)險(xiǎn)的任務(wù)，將處理好的數(shù)據(jù)更清晰有效的傳遞給監(jiān)控人員。他在很大程度上減少了人力，物力的使用。視頻監(jiān)控智能車的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)已經(jīng)成為人工智能領(lǐng)域研發(fā)的新的熱點(diǎn)工程。

本文研究的視頻監(jiān)控智能車是在隧道巡檢移動(dòng)機(jī)器人基礎(chǔ)上的改進(jìn)，基于Android平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其更靈活，更大范圍的采集數(shù)據(jù)，在降低成本的同時(shí)，讓研究人員更全面的分析所采集的環(huán)境狀況，通過(guò)分析的數(shù)據(jù)找出環(huán)境潛在的問(wèn)題。

二、視頻監(jiān)控智能車的設(shè)計(jì)

2.1 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

視頻監(jiān)控智能車的硬件結(jié)構(gòu)框圖主要包括電機(jī)，溫濕度傳感器，控制芯片控制下的紅外避障，Wifi連接，超聲波測(cè)距，光強(qiáng)傳感器等等。

因此主要硬件單元包括：（1）控制芯片的設(shè)計(jì)：采用8位微控制器的單片機(jī)。（2）電機(jī)驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)。（3）利用紅外對(duì)管規(guī)避路障的設(shè)計(jì)。（4）電源電路的設(shè)計(jì)，由于我們?cè)O(shè)計(jì)的視頻監(jiān)控智能均為四輪運(yùn)轉(zhuǎn)，因此會(huì)需要較大的功率以維持其運(yùn)轉(zhuǎn)的速率，在這里采用12V鋰電池進(jìn)行供電。（5）傳感器的選擇，選擇可以同時(shí)對(duì)溫度和濕度進(jìn)行測(cè)量并在苛刻環(huán)境下也能保持較高精準(zhǔn)度的傳感器，DHT11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度傳感器系統(tǒng)，性價(jià)比高，可以極為精準(zhǔn)的進(jìn)行溫濕度的測(cè)量，并且抗干擾能力極強(qiáng)，采用4針單排引腳封裝，不僅連接方便而且具有超低的功耗。（6）攝像頭設(shè)計(jì)以及Wifi等數(shù)據(jù)傳輸模塊的設(shè)計(jì)，由于對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，因此在攝像頭的選擇上高分辨率的畫(huà)質(zhì)以及高效的傳輸速率缺一不可，同時(shí)攝像頭的接口要與Wifi傳輸接口保持一致，方便連接與傳輸。Wifi模塊的選擇上要考慮圖片傳輸后的質(zhì)量，傳輸?shù)乃俣?，傳輸?shù)木嚯x以及存儲(chǔ)空間等是否滿足監(jiān)控者的需求。在這里采用50mm*50mm的模塊設(shè)計(jì)尺寸，模塊內(nèi)部采用64M RAM以及內(nèi)置天線可以保證存儲(chǔ)空間以及存儲(chǔ)圖片的質(zhì)量。

2.2工作原理

視頻監(jiān)控智能車基于Android平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，通過(guò)共處于同一Wifi以及藍(lán)牙進(jìn)行連接，在電腦，手機(jī)后端顯示所采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)情況，分析所處環(huán)境的現(xiàn)狀。視頻監(jiān)控智能車在啟動(dòng)之前初始化單片機(jī)，通過(guò)控制單元初始化傳感器，攝像頭，電機(jī)驅(qū)動(dòng)，紅外對(duì)管規(guī)避路障，藍(lán)牙以及Wifi連接。初始化傳感器后采集所處周圍環(huán)境的數(shù)據(jù)，如果未成功采集到數(shù)據(jù)則陷入循環(huán)中并不斷采集數(shù)據(jù)，與此同時(shí)通過(guò)藍(lán)牙連接，向終端發(fā)送未采集到數(shù)據(jù)異常狀況報(bào)告。如果已采集到數(shù)據(jù)，則將采集到的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)通過(guò)藍(lán)牙進(jìn)行上傳到手機(jī)或電腦中，每一秒鐘數(shù)據(jù)更新一次來(lái)達(dá)到實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)的目的。初始化Wifi后，通過(guò)攝像頭采集視頻資料，如果未成功錄制視頻，通過(guò)藍(lán)牙連接，向終端發(fā)送Wifi異常狀況報(bào)告。如果已成功錄制視頻，則錄制到視頻上傳到手機(jī)或電腦中，同時(shí)不斷采集當(dāng)前所處位置的視頻信息。初始化藍(lán)牙后接受各方傳來(lái)的數(shù)據(jù)達(dá)到同終端進(jìn)行交互的目的，同時(shí)終端發(fā)送控制信息給藍(lán)牙，借此傳遞給視頻監(jiān)控智能車系統(tǒng)，控制其做相應(yīng)的操作。電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制視頻監(jiān)控智能車進(jìn)行移動(dòng)包括前進(jìn)，后退，轉(zhuǎn)彎，停車等等，采用人工智能算法，自主判斷遇到路障時(shí)應(yīng)進(jìn)行的操作。所發(fā)送的數(shù)據(jù)均在Android平臺(tái)上進(jìn)行接收，Android包括四個(gè)界面為登錄界面，設(shè)置界面，監(jiān)控界面，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)界面。他可以實(shí)時(shí)接收視頻監(jiān)控智能車傳遞的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及視頻信息，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。同時(shí)該平臺(tái)還可以顯示視頻監(jiān)控智能車系統(tǒng)的實(shí)時(shí)情況，包括其所處的溫度，濕度，各硬件的參數(shù)等等，如果出現(xiàn)故障也可以即使的召回，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)界面可以實(shí)時(shí)自動(dòng)更新數(shù)據(jù)，并探查不同地方的數(shù)據(jù)加以分類。當(dāng)出現(xiàn)參數(shù)相似的數(shù)據(jù)時(shí)給與監(jiān)測(cè)人員提醒，有利于數(shù)據(jù)的分析。

三、結(jié)束語(yǔ)

隨著科技的進(jìn)步，人工智能技術(shù)的發(fā)明越來(lái)越多的應(yīng)用于我們?nèi)粘Ｉ钪?，甚至是軍事，消防領(lǐng)域，視頻監(jiān)控智能車可以進(jìn)入消防人員難以進(jìn)入的場(chǎng)所進(jìn)行安全隱患的排查，不僅節(jié)省了人力，物力，而且可以有效保障消防人員的安全。視頻監(jiān)控智能車的設(shè)計(jì)與發(fā)明是基于Android系統(tǒng)對(duì)以往的監(jiān)控系統(tǒng)不能移動(dòng)這個(gè)缺點(diǎn)進(jìn)行的改進(jìn)，在節(jié)省人力，物力的同時(shí)還可以幫助人們探索未知的領(lǐng)域，探索人類無(wú)法到達(dá)的領(lǐng)域，如超脫地球以外的星球。該智能車通過(guò)Wifi模塊設(shè)計(jì)與攝像頭設(shè)計(jì)拍攝高像素的視頻，將視頻進(jìn)行解析，然后傳回給監(jiān)控人員，有利于監(jiān)控人員對(duì)智能車外部環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)的多角度的監(jiān)測(cè)，智能車可以通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)自主的動(dòng)態(tài)的在面對(duì)路障等問(wèn)題時(shí)做出決策。從調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，我國(guó)對(duì)于人工智能方面的研究要晚于國(guó)外的發(fā)達(dá)國(guó)家，科技進(jìn)步可以帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，因此需要我們新一代的青年不斷進(jìn)行探索創(chuàng)新，研發(fā)出更好，更便捷，更有利于民生社會(huì)的人工智能產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)

[1]楊宏偉，王偉，尚佳楠.基于實(shí)時(shí)探測(cè)的視頻智能監(jiān)視器[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2019，27（30）：30.

[2]馬力. 基于Android的智能小車遠(yuǎn)程控制與視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究[D].西安電子科技大學(xué)，2018.

[3]林迎鎮(zhèn).視頻監(jiān)控智能分析應(yīng)用[J].江西通信科技，2017（02）：23-27.

[4]王春東，楊宏，宮良一.基于Android平臺(tái)的視頻監(jiān)控智能車設(shè)計(jì)[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2017，36（01）：72-75.

[5]屈寶鵬，張喜鳳，卜文銳.基于ATMEGA328的視頻監(jiān)控智能車的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2015，38（19）：160-162.

（西安工業(yè)大學(xué)?陜西?西安?710021）