Die Idee für einen Überwachungs-, Verteidigungs- und Sicherheits-Roboter startete mit der Entwicklung des Raspberry Pi Roboters den ich Big Rob genannt habe. Die Idee des neuen Roboters „BRS“ (Big Rob Sicherheit) ist eine Weiterentwicklung der Big Rob Basis mit Sicherheit Erweiterungen. Dabei folgt der BRS der modularen Design Idee. Dieses Design ermöglicht es den Roboter einfach und sehr schnell für unterschiedliche Aufgaben zu modifizieren. Das wiederum ermöglicht es den Kunden den Roboter für unterschiedliche Aufgaben einzusetzen. Das modulare Design ist sehr kosten effektiv.

Das nachfolgende Bild zeigt den Sicherheitsroboter der noch ein Prototyp für das Testen der Hard- und Software ist.

Custom Build Robots - security robot

Custom Build Robots – security robot

Ausstattungsmerkmale des Sicherheits Roboter:

Die Liste ist eine Übersicht der geplanten Ausstattungen die verfügbar sein sollen für den Sicherheit Roboter. Nicht alle möglichen Ausstattungen sind aufgeführt aber die Liste soll die möglichen Variationen zeigen die jetzt schon möglich sind.

  • Mobile Video-Überwachung, mit einer Weitwinkel Kamera für Tageslicht und einer Infrarot Kamera für die Überwachung in der Nacht.
  • Netzwerk Konnektivität
  • Ein Web-Interface für die ferngesteuerte Video Überwachung. Dieses Interface läuft auf einem Tablet, PC oder Smartphone und folgt dabei der responsive HTML Designvorgaben.
  • Kontinuierliche Videoaufzeichnung auf einem eingebauten Video-Aufzeichnungsgerät
  • Bewegungen zwischen verschiedenen Observierungspunkten sind möglich z. B. entlang einem vorgegeben Weg ohne Eingriff eines Operators mit der Unterstützung von Differential-GPS.
  • Automatisches umfahren von Hindernissen und dem zurückfinden zu der Batterie Auflade Station.
  • Die Betriebszeit für die automatische Patrouille liegt bei 6 Stunden, der Bewegungsradius liegt bei bis zu 8 km.
  • Die Wartungskosten liegen so niedrig wie für einen Rasenmäher Roboter System.
  • Jahreszeiten und Tag oder Nach unabhängiger Betrieb.
  • Sehr leise elektrische Motoren für einen unbemerkten Betriebsmodus

Video Überwachung:

Mit dem Sicherheit Roboter ist es sehr einfach ein mobiles und sehr flexibles Video Überwachungssystem einzurichten. Auf dem Weg zu oder nach dem Erreichen des Observationspunktes kann der BRS sofort mit der Überwachung des Gebietes beginnen.

Während dem Betrieb am Tag ist der Roboter mit unterschiedlichen Weitwinkel Kameras ausgestattet um eine volle 360° Rundumsicht zu ermöglichen. Diese Kameras sind für Tageslicht optimiert. Um flexibel zu sein ist der Roboter zusätzlich mit einem Infrarot Kamera System und Infrarot Strahler ausgestattet. Das ermöglicht es den Roboter ein vorgegebenes Gebiet bei Nacht zu kontrollieren oder ein Gebäude. Mit dieser Ausstattung ist es dem Operator möglich eine Übersicht über Aktivitäten in dem Überwachten Gebiet bei Tat oder Nacht zu erhalten.

Custom Build Robots - security robot video surveillance

Custom Build Robots – security robot video surveillance

Es gibt keine Anforderung an ein spezielles Netzwerk. Der Roboter kann einfach in das bestehende W-LAN integriert werden. Mit zusätzlichen Modulen ausgestattet kann der Roboter das nationale Funknetzwerk für z. B. Mobiltelefone nutzen. Ausgestattet mit z. B. einem 5G Netzwerkmodul ist die Konnektivität des Roboters ideal für urbane Gebiete. Für den Betrieb im freien Feld kann der Roboter z. B. mit unterschiedlichen XBee Funkmodulen ausgerüstet werden.

Als Grundausstattung verfügt der Roboter über unterschiedliche W-LAN Funkmodule um eine sichere und schnelle Anbindung zu gewährleisten.

Fernsteuerung des Roboters:

Mit dem verfügbaren Web Interface ist es sehr bequem den Roboter zu steuern. Alle vorhandenen Überwachungsmodi sind verfügbar über das Web Interface. Der Operator kann sehr leicht einen Modus auswählen und die Überwachung starten. Die Touch Funktionalität des Web Interfaces ermöglicht eine einfach Steuerung der Funktionen oder eine Fernsteuerung des Roboters. Ein Smartphone oder Tablet reicht aus um den Roboter zu steuern.

Dabei streamt der Roboter ein live Video direkt zu dem Operator. Er informiert den Operator über eine Alarmfunktion wenn z. B. eine Person das überwachte Gebiet betritt.

Das Web Interface ist in HTML 5 programmiert um die Kompatibilität mit den neuesten Web-Browsern sicher zu stellen.

Kontinuierliche Videoaufzeichnung:

Der Roboter ist mit einem Strom sparenden smarten Laufwerk ausgestattet umd die aufgezeichneten Video Dateien zu speichern. Dabei kann der Operator festlegen wie lange die Video Dateien gespeichert werden sollen. Es ist möglich die Video Dateien z. B. automatisch löschen zu lassen nach einer vorgegebenen Zeit. Alle Dateien können einfach über das W-LAN oder eine LAN Verbindung herunter geladen und auf z. B. einem PC oder zusätzlichen Speichersystem gespeichert werden.

Fahrten zwischen unterschiedlichen Observationspunkten:

Es ist sehr einfach Observations-Standorte zu definieren und diese in den Roboter zu laden. Die Software im Roboter ist in der Lage unterschiedliche GPS-Koordinaten als KMZ oder KML Dateien zu importieren. Nach dem Laden der Wegpunkte in das System ist der Roboter fähig mit der Überwachung zu beginnen. Der Roboter folgt dem vorgegeben Pfad bis zu dem Zielpunkt, beginnt anschließend mit der Überwachung und kann dann weiter zu der nächsten Position fahren.

RasPiGNSS theoretical setup

RasPiGNSS theoretical setup

Automatisches fahren:

Während der Fahrt von einem Observationspunkt zu dem nächsten kann der Roboter autonom fahren und Hindernissen ausweichen. Mit aktiven autonomen Fahrmodus ist der Roboter in der Lage mit zusätzlichen Sensoren seine Umgebung zu scannen um sicher an das Ziel zu komme. Der Operator muss nur den Weg und den Standpunkt für die Überwachung festlegen und der Roboter fährt automatisch zu der geplanten Position.

Betriebszeit:

Dem Roboter ist es möglich für ca. vier Stunden autonom oder manuell kontrolliert zu fahren. Abhängig vom eingebauten Batteriepack, dem Terrain und der zu fahrenden Distanz kann der Roboter für sechs Stunden oder bis zu 30 Stunden operieren.

Peak Power Pack Lithium Ionen Li FePO4 Zellen 6 small

Peak Power Pack Lithium Ionen Li FePO4 Zellen 6 small

Kosten effektive Wartung:

Moderne Lithium-Ionen LiFe04 Zellen sind sehr sicher und weisen eine hohe Energiedichte auf. Mit bis zu 3.000 Ladezyklen kann die Batterie für eine lange Zeit im Einsatz bleiben ohne ersetzt werden zu müssen. Die Lithium Ionnen Technik ist Wartungsfrei und mit dem eingebauten Ladegerät und Batterie-Management-System ist die Wartung des Roboters sehr einfach.

Alle Jahreszeiten:

Der Roboter wurde entwickelt um das ganze Jahr von Winter bis Sommer im Einsatz sein zu können. Während der kalten Wintermonate kann der Roboter eine eingebaute Heizung aktivieren um die Batterie vor einem eventuellen einfrieren zu schützen. An heißen Sommertagen kann der Roboter eine Kühlung aktivieren um die Elektronik vor dem Überhitzen zu schützen.

Custom-Build-Robots-Big-Rob15

Custom-Build-Robots-Big-Rob15

Schleichfahrt Modus:

Die im Roboter verbauten DC Motoren sind sehr stark und sehr leise. Das ermöglicht es den Roboter sehr leise zu operieren. Das ist wichtig während z. B. kritischen Bewegungsfahrten von einem Überwachungspunkt zu einem anderen. Nach dem Erreichen der vorgegeben Position werden die Motoren ausgeschalten und der Roboter ist für einen Menschen nicht mehr hörbar. Wird der Infrarot Scheinwerfer eingeschalten kann dieser von einem Menschen auch nicht wahrgenommen werden.

Das folgende Bild zeigt den Roboter in unserem Garten in Warteposition für einen Test in der Nacht.

Custom Build Robots - security robot outdoor test

Custom Build Robots – security robot outdoor test

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