視頻監控智能車的設計與實現

吳瓊 王科 王江

摘要：隨著科技的進步，人工智能技術不僅開始應用于我們的日常生活之中，而且在國家公共安全領域也取得了突破性的進展，比如軍事領域，消防領域等等。視頻智能監控車通過在智能車上加裝視頻監控，通過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。將實時的監控數據加以分析傳給監控端，幫助監控人員獲得更大范圍內有效的實時情況。最重要的是可以代替人工，去到視頻監控人員無法去到的地方，探索未知的領域。

關鍵詞：人工智能;公共安全領域;視頻監控智能車;監控數據

一、引言

視頻監控智能車是在智能車應用上又一重要的拓展。也是在以往不能監控技術不能移動方面的改進。智能車是可以動態模擬人的行為的一種系統，他可以感知外界環境的變化并作出數據記錄，同時可以自主動態的做出決策和行為規劃，比如在遇見路障的時候可以自主的選擇正確的方向。視頻監控智能車是集多個領域，多種技術設計而成的新型采集數據工具。視頻監控智能車涉及到了機電一體化技術，通信，傳感器以及人工智能等領域，根據預先設計好的程序，利用人工智能的各種算法，自主獨立完成復雜的任務，幫助人們更有效的采集數據，分析數據，甚至是幫助人們完成高風險的任務，將處理好的數據更清晰有效的傳遞給監控人員。他在很大程度上減少了人力，物力的使用。視頻監控智能車的設計與實現已經成為人工智能領域研發的新的熱點工程。

本文研究的視頻監控智能車是在隧道巡檢移動機器人基礎上的改進，基于Android平臺進行設計，使其更靈活，更大范圍的采集數據，在降低成本的同時，讓研究人員更全面的分析所采集的環境狀況，通過分析的數據找出環境潛在的問題。

二、視頻監控智能車的設計

2.1 硬件結構設計

視頻監控智能車的硬件結構框圖主要包括電機，溫濕度傳感器，控制芯片控制下的紅外避障，Wifi連接，超聲波測距，光強傳感器等等。

因此主要硬件單元包括：（1）控制芯片的設計：采用8位微控制器的單片機。（2）電機驅動的設計。（3）利用紅外對管規避路障的設計。（4）電源電路的設計，由于我們設計的視頻監控智能均為四輪運轉，因此會需要較大的功率以維持其運轉的速率，在這里采用12V鋰電池進行供電。（5）傳感器的選擇，選擇可以同時對溫度和濕度進行測量并在苛刻環境下也能保持較高精準度的傳感器，DHT11數字溫濕度傳感器是一款含有已校準數字信號輸出的溫濕度傳感器系統，性價比高，可以極為精準的進行溫濕度的測量，并且抗干擾能力極強，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）攝像頭設計以及Wifi等數據傳輸模塊的設計，由于對監控對象進行實時監控并進行數據采集，因此在攝像頭的選擇上高分辨率的畫質以及高效的傳輸速率缺一不可，同時攝像頭的接口要與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量，傳輸的速度，傳輸的距離以及存儲空間等是否滿足監控者的需求。在這里采用50mm*50mm的模塊設計尺寸，模塊內部采用64M RAM以及內置天線可以保證存儲空間以及存儲圖片的質量。

2.2工作原理

視頻監控智能車基于Android平臺進行設計與實現，通過共處于同一Wifi以及藍牙進行連接，在電腦，手機后端顯示所采集數據的實時情況，分析所處環境的現狀。視頻監控智能車在啟動之前初始化單片機，通過控制單元初始化傳感器，攝像頭，電機驅動，紅外對管規避路障，藍牙以及Wifi連接。初始化傳感器后采集所處周圍環境的數據，如果未成功采集到數據則陷入循環中并不斷采集數據，與此同時通過藍牙連接，向終端發送未采集到數據異常狀況報告。如果已采集到數據，則將采集到的數據數據通過藍牙進行上傳到手機或電腦中，每一秒鐘數據更新一次來達到實時采集數據的目的。初始化Wifi后，通過攝像頭采集視頻資料，如果未成功錄制視頻，通過藍牙連接，向終端發送Wifi異常狀況報告。如果已成功錄制視頻，則錄制到視頻上傳到手機或電腦中，同時不斷采集當前所處位置的視頻信息。初始化藍牙后接受各方傳來的數據達到同終端進行交互的目的，同時終端發送控制信息給藍牙，借此傳遞給視頻監控智能車系統，控制其做相應的操作。電機驅動系統控制視頻監控智能車進行移動包括前進，后退，轉彎，停車等等，采用人工智能算法，自主判斷遇到路障時應進行的操作。所發送的數據均在Android平臺上進行接收，Android包括四個界面為登錄界面，設置界面，監控界面，數據存儲界面。他可以實時接收視頻監控智能車傳遞的實時數據以及視頻信息，并對數據進行分析處理。同時該平臺還可以顯示視頻監控智能車系統的實時情況，包括其所處的溫度，濕度，各硬件的參數等等，如果出現故障也可以即使的召回，數據存儲界面可以實時自動更新數據，并探查不同地方的數據加以分類。當出現參數相似的數據時給與監測人員提醒，有利于數據的分析。

三、結束語

隨著科技的進步，人工智能技術的發明越來越多的應用于我們日常生活中，甚至是軍事，消防領域，視頻監控智能車可以進入消防人員難以進入的場所進行安全隱患的排查，不僅節省了人力，物力，而且可以有效保障消防人員的安全。視頻監控智能車的設計與發明是基于Android系統對以往的監控系統不能移動這個缺點進行的改進，在節省人力，物力的同時還可以幫助人們探索未知的領域，探索人類無法到達的領域，如超脫地球以外的星球。該智能車通過Wifi模塊設計與攝像頭設計拍攝高像素的視頻，將視頻進行解析，然后傳回給監控人員，有利于監控人員對智能車外部環境進行實時的多角度的監測，智能車可以通過機器學習自主的動態的在面對路障等問題時做出決策。從調查中發現，我國對于人工智能方面的研究要晚于國外的發達國家，科技進步可以帶動經濟的發展，因此需要我們新一代的青年不斷進行探索創新，研發出更好，更便捷，更有利于民生社會的人工智能產品。

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（西安工業大學?陜西?西安?710021）