無人機(jī)在監(jiān)獄上的應(yīng)用

無人機(jī)在監(jiān)獄上的應(yīng)用

監(jiān)獄是指關(guān)押一切犯人的場(chǎng)所，包括監(jiān)獄，看守所，拘留所等，對(duì)罪犯實(shí)行懲罰和改造相結(jié)合、教育和勞動(dòng)相結(jié)合的原則，將罪犯改造成為守法公民。作為高度戒備的監(jiān)獄，監(jiān)獄押犯規(guī)模大、在押罪犯刑期長、犯群結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為積極整合資源、推動(dòng)高新技術(shù)應(yīng)用、完善綜合保障機(jī)制、增強(qiáng)突發(fā)事件應(yīng)對(duì)能力，利用高科技手段對(duì)監(jiān)獄工作提供技術(shù)支持已刻不容緩。

隨著時(shí)代飛速發(fā)展，伴隨著電子技術(shù)、通訊技術(shù)和飛控技術(shù)的不斷進(jìn)步，加上目前建設(shè)智慧監(jiān)獄是以后的趨勢(shì)。無人機(jī)是新興的科技化產(chǎn)品，具備多種應(yīng)用性功能，進(jìn)而利用無人機(jī)來為建設(shè)智慧監(jiān)獄的工作也會(huì)越來越廣泛。

2.1 總體介紹

監(jiān)獄安防巡檢無人機(jī)全自動(dòng)巡控系統(tǒng)，無需現(xiàn)場(chǎng)操控能全自動(dòng)進(jìn)行日常巡邏作業(yè)，自動(dòng)飛行+遠(yuǎn)程手動(dòng)操控，在提升監(jiān)獄警務(wù)工作效率、保障監(jiān)獄警務(wù)人員安全，全面提升監(jiān)獄警務(wù)工作綜合戰(zhàn)斗力。

本系統(tǒng)運(yùn)用圖像識(shí)別、AI飛行等核心技術(shù)，無人機(jī)自主決策航跡、姿態(tài)、拍攝參數(shù)，獲取高質(zhì)量巡查數(shù)據(jù)。機(jī)載AI與云端實(shí)時(shí)互動(dòng)，可以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行多角度數(shù)據(jù)采集。

本套全自動(dòng)巡查系統(tǒng)是軟硬件結(jié)合的整套全自動(dòng)飛行方案，包括無人機(jī)自動(dòng)飛場(chǎng)，無人機(jī)，遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)，后端數(shù)據(jù)處理平臺(tái)。

1) 實(shí)現(xiàn)無人機(jī)自主起飛降落。

AI控制盒可以實(shí)現(xiàn)獲取無人機(jī)的飛行信息，并基于云臺(tái)拍攝的圖像數(shù)據(jù)測(cè)算出降落目標(biāo)點(diǎn)的降落位置，并通過運(yùn)載的飛行控制策略實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)降落，圖像識(shí)別精度±3cm，降落精度可達(dá)±10cm。

2) 實(shí)現(xiàn)無人機(jī)自主巡查巡邏

AI自動(dòng)控制盒可以實(shí)現(xiàn)圖像識(shí)別、運(yùn)算控制，能實(shí)時(shí)對(duì)特征目標(biāo)進(jìn)行精確定位，可以實(shí)時(shí)控制云臺(tái)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤拍攝，并通過圖像識(shí)別精準(zhǔn)拍攝目標(biāo)對(duì)象。通過無人機(jī)飛控控制接口，還可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化飛行功能開發(fā)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)AI飛行。

2.2.4 基于無人機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

基于云平臺(tái)的人工智能技術(shù)，可以通過無人機(jī)的攜帶可見光相機(jī)、紅外相機(jī)或喊話器、探照燈等，可以全天候快速采集監(jiān)區(qū)的圖像數(shù)據(jù)，并將計(jì)算機(jī)視覺算法應(yīng)用到對(duì)的目標(biāo)識(shí)別中。

無人機(jī)攜帶巡查載荷，以無人機(jī)自動(dòng)機(jī)場(chǎng)為中心，可以實(shí)現(xiàn)半徑15公里范圍的區(qū)域巡查覆蓋。巡查作業(yè)間隔3min，巡查數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)回傳至數(shù)據(jù)中心，進(jìn)行分析處理。

2.2.5 遠(yuǎn)程GCS控制平臺(tái)

本套GCS控制平臺(tái)是無人機(jī)自動(dòng)機(jī)場(chǎng)以及無人機(jī)的管理平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)無人機(jī)自動(dòng)機(jī)場(chǎng)或大疆無人機(jī)的遠(yuǎn)程控制，同時(shí)本套GCS平臺(tái)也是數(shù)據(jù)智能運(yùn)營平臺(tái)。

本套控制系統(tǒng)部署在客戶本地或者云端，用戶可隨時(shí)登陸并控制設(shè)備。平臺(tái)可針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景制定巡飛任務(wù)，針對(duì)業(yè)務(wù)場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)的不同飛行方式和采集方式，用戶通過控制系統(tǒng)下達(dá)任務(wù)， 調(diào)配指揮無人機(jī)、自動(dòng)機(jī)場(chǎng)等，連續(xù)飛行作業(yè)，并獲取實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)。

同時(shí)本管控平臺(tái)系統(tǒng)將開發(fā)API接口，可以支持其他設(shè)備接入（如其它無人機(jī)、車輛，4G單兵），同時(shí)本系統(tǒng)將支持多平臺(tái)應(yīng)用（web，app）。

3.1 日常巡視

在日常的監(jiān)獄管理中，傳統(tǒng)監(jiān)控?cái)z像頭存在受自然條件安裝位置制約程度大、視角死角盲區(qū)多等缺陷，因此，通過部署全自動(dòng)機(jī)場(chǎng)無人機(jī)巡查系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)區(qū)內(nèi)的日常巡視，通過對(duì)監(jiān)獄及周邊安放區(qū)域進(jìn)行無人機(jī)航線規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化監(jiān)區(qū)巡查。

此外，無人機(jī)可以進(jìn)行定點(diǎn)監(jiān)控模式，對(duì)監(jiān)區(qū)及周邊敏感區(qū)域的固定點(diǎn)位進(jìn)行高點(diǎn)監(jiān)控，自動(dòng)機(jī)場(chǎng)端可將無人機(jī)采集的實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻回傳指揮控制中心，幫助監(jiān)獄管理人員實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)情況。

3.2 夜間巡邏

使用M300適配的H20T云臺(tái)，可在夜間對(duì)監(jiān)獄及周邊敏感區(qū)域進(jìn)行高空紅外熱感、夜視模式巡查，當(dāng)有監(jiān)測(cè)到異常車輛或人員出現(xiàn)時(shí)，可使用H20T自帶激光測(cè)距儀，第一時(shí)間將位置信息反饋給無人機(jī)指揮中心，同時(shí)無人機(jī)還可以加裝喊話器，智能跟蹤目標(biāo)，同時(shí)使用喊話器對(duì)目標(biāo)進(jìn)行喊話，警告驅(qū)散威懾非法入侵人員，應(yīng)急處理突發(fā)緊急情況。

3.3 犯人戶外活動(dòng)監(jiān)控及管理

當(dāng)犯人在監(jiān)區(qū)活動(dòng)時(shí)，指揮中心可遠(yuǎn)程控制無人機(jī)對(duì)活動(dòng)人員進(jìn)行高空監(jiān)控，當(dāng)出現(xiàn)犯人非法聚集、斗毆等情況時(shí)，可使用喊話模塊及時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員喊話威懾驅(qū)散，同時(shí)使用雙掛載模塊的H20T模塊可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的非法人員進(jìn)行航拍取證，做到事后追責(zé)有據(jù)可依。

3.4 監(jiān)獄區(qū)“低小慢”無人機(jī)反制

4.1 無人機(jī)自動(dòng)機(jī)場(chǎng)安裝部署環(huán)境需求

（1）提供占地為 1.8 米×1.8 米的地基基礎(chǔ)

（2）3.6 米×1.8 米的空曠區(qū)域（自動(dòng)機(jī)場(chǎng)艙門打開后需占用空間）

（3）提供 220V 交流電，提供接地

（4）20Mbps 以上有線網(wǎng)絡(luò)，帶寬要求上下行對(duì)等（推薦）

（5）在距離自動(dòng)機(jī)場(chǎng)距離4 米-10米之間設(shè)置自動(dòng)氣象站，提供1米×1米的地基基礎(chǔ)

（6）機(jī)場(chǎng)安裝位置周圍開闊，無建筑物遮擋，避開運(yùn)營商基站、避開高壓電線桿塔。

（7）機(jī)場(chǎng)安裝位置10米內(nèi)上空無遮擋、無高建筑物

4.2 設(shè)備配置

4.2.1 M300 RTK

4.2.2 禪思 Zenmuse H20/20T

4.2.5 “低小慢”無人機(jī)偵測(cè)反制系統(tǒng)

該系統(tǒng)屬于客戶定制化需求，相關(guān)產(chǎn)品參數(shù)溝通銷售或技術(shù)人員。

4.3 GCS控制中心部署

4.3.1 GCS部署電腦硬件、軟件要求

5.1 自動(dòng)巡查航線規(guī)劃

5.1.1 航線規(guī)劃

打開并連接GCS地面站軟件，根據(jù)巡查內(nèi)容、巡查路線規(guī)劃航線任務(wù)。

航線規(guī)劃暫定如下。

實(shí)際作業(yè)飛行規(guī)劃以現(xiàn)場(chǎng)考察為主。

5.1.2 航線飛行

GCS地面站軟件切換至飛行數(shù)據(jù)頁面，點(diǎn)擊航線飛行，飛機(jī)將按照剛剛寫入的航線執(zhí)行飛行任務(wù)。

飛機(jī)起飛以后，左上角可以看到第一視角實(shí)時(shí)回傳的視頻，正常航線飛行時(shí)，可以點(diǎn)擊開啟云臺(tái)按鈕，通過搖桿控制云臺(tái)。

基于自動(dòng)機(jī)場(chǎng)的無人機(jī)監(jiān)區(qū)安防巡查方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）全程自動(dòng)起降，無需飛手操作；

（2）支持自動(dòng)快速充/換電，可高強(qiáng)度連續(xù)作業(yè)，使用維護(hù)簡單。

（3）所有過程均自動(dòng)計(jì)算完成，無需人工干涉，符合無人機(jī)自主巡查的要求；而傳統(tǒng)無人機(jī)的巡查方法需要依靠人工操控，必須依靠無人機(jī)駕駛員的經(jīng)驗(yàn)完成巡查任務(wù)；

（4）適配功能強(qiáng)大且豐富的無人機(jī)掛載模塊生態(tài)，使得無人機(jī)可在不同場(chǎng)景下發(fā)揮更多功能，結(jié)合全自動(dòng)機(jī)場(chǎng)、AI技術(shù)實(shí)現(xiàn)無人機(jī)行業(yè)應(yīng)用落地，拓展行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域；

（5）所有的巡查過程均具有極高的精度，RTK定位模塊獲得精確的無人機(jī)相對(duì)于巡查目標(biāo)的位姿，包括坐標(biāo)，朝向等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，而不是誤差較大的絕對(duì)的 GPS地理坐標(biāo)；

（6）所有巡查導(dǎo)航過程均嚴(yán)格數(shù)值化，具有嚴(yán)格的流程規(guī)范和誤差控制，準(zhǔn)確性一致性高，避免了人工巡查憑借經(jīng)驗(yàn)巡查造成的檢視不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臓顩r。