警用机器人的几种应用领域

  机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人，包括：服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、警用机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。

  随着科技的发展，社会形势的变化，警用机器人的需求越来越旺盛，也在日常警务工作中发挥了重要的作用。目前，国内警用机器人除低空小型飞行和水下机器人外，按照移动载体大致上可以分为履带式、轮式和轮履复合式三种。按照功能大致上可以分为侦察、排爆及危险品、消防、攻击机器人和多功能机器人等。

  排爆机器人是排爆人员用于处置或销毁爆炸可疑物的专用器材，避免不必要的人员受伤或死亡。它可用于多种复杂地形进行排爆。大多数都用在代替排爆人员搬运、转移爆炸可疑物品及其它有害危险品；代替排爆人员使用爆炸物销毁器销毁炸弹；代替现场安检人员实地勘察，实时传输现场图像；可配备散弹枪对犯罪分子进行攻击；可配备探测器材检查危险场所及危险物品。

  排爆物机器人分为轮式及履带式。它们一般体积不大 ，转向灵活，便于在狭窄的地方工作，操作人员可以在几百米到几公里以外通过无线电或光缆控制其活动。机器人车上一般装有多台彩色CCD摄像机用来对爆炸物进行观察；一个多自由度机械手，用它的手爪或夹钳可将爆炸物的引信或雷管拧下来，并把爆炸物运走；车上还装有猎枪，利用激光指示器瞄准后，它可把爆炸物的定时装置及引爆装置击毁；有的机器人还装有高压水枪，可以切割爆炸物。

  排爆机器人根据抓举的重量可分大、中、小三种类型。主要特征是利用多自由度机械臂抓取各种危险品并进行处置、销毁。另可配爆炸物销毁器等。目前视觉系统效果差，影响了其灵活性、准确性和抓举速度。

  侦察机器人平台是一款高效灵活的小型机器人平台。侦察机器人大多数都用在侦察、巡逻、预警等；排爆机器人主要是代替人进入危险环境，完成排除爆炸物、危险品处理销毁等任务；能完成在各种天气状况、各种地形地貌环境中的作业。攻击机器人其实就是一种小型地面移动作战平台。结构设计先进、合理、稳定，历经实战检验。

  侦察机器人应具有体积小、重量轻、快速敏捷、可靠性强、操作灵活和图像清晰等特点，是警用机器人的研究重点。目前在结构设计、材料应用等方面还存在一定缺陷，影响了可靠性和环境适应性,工艺水平和量产数量是制约其发展的因素。

  侦察机器人大致上可以分为：地面移动探测机器人、爬壁机器人、抛投式侦察机器人、抛投式侦察机器人等这些机器人一般具有具有一定的灵活性和抗震、防水能力，在复杂地形有较好的通过能力，具有自主/半自主式工作方式完成指定任务。

  警用无人机区别于普通无人机，是警用无人机驾驶飞机的简称，它是以无人机为载体，配有相关分系统，能执行警用任务的设备。目前国内的警用无人机已经被大范围的应用在反恐监控、抗洪抢险救灾、森林防火、防暴搜捕、急救突发事件调查、聚众驱散、大型集会安防、救援搜索、交通巡视等各种场合中。

  目前市面上警用无人机分为三类：固定翼无人机、无人直升飞机、多旋翼无人机。 警用无人机具备体积小、灵活性强、机动速度快、监视范围广和操控普及面广等诸多优点。在巡逻搜索、大型安保、侦查打击、交通管理、消防灭火和抢险救灾等行动中发挥辅助作用，能代替人身从事高位作业，安全性更高。

  无人机目前应用过程中最大的问题是抗风性和续航能力。无人机还比有人驾驶飞机更依赖于通信资源，尤其是使用多传感器来执行任务的无人机，这也是警用无人机应用过程中的一大弱点。

  目前国内对无人机的监管慢慢地增加，无人机使用愈加规范化。警用无人机在警务实战中助力明显，未来警用无人机将更普遍的应用于公安、武警、消防、交通、海洋执法领域。

  消防机器人作为特种机器人的一种，在灭火和抢险救援中愈加发挥举足轻重的作用。各种大型石油化学工业企业、隧道、地铁等不断增多，油品燃气、毒气泄漏爆炸、隧道、地铁坍塌等灾害隐患持续不断的增加。消防机器人能代替消防救援人员进入易燃易爆、有毒、缺氧、浓烟等危险灾害事故现场进行数据采集、处理、反馈。1986年日本东京消防厅首次在灭火中采用了“彩虹5号”机器人，自此消防机器人在救灾灭火领域逐渐普遍的应用。截至目前，消防机器人已经稳步向第三代高端智能机器人发展。

  消防机器人从功能上可大致分为：消防灭火机器人、火场侦察机器人、危险物品泄漏探测机器人、破拆机器人、救人机器人。除了最主要的消防功能以外按照不同的需求，消防机器人还拥有防腐蚀、防爆功能、移动探测和控制处理通信功能。消防机器人不仅仅可以帮助消防员率先探明灾情、预测火势、熟悉环境，还能代替消防员进入火灾现场援救受困人员，更能够发挥灭火功效，高效完成抢险救灾的灭火工作。

  目前，我国消防机器人在研发上已经取得了一定成果，但受技术限制在应用上还不太乐观。虽然在今年高层消防机器人的研发成功让地形限制无法应对高层火灾问题解决了。但是，当前我国的消防机器人仍以履带式消防车为主，且数量较少无法应对石油化学工业等大型火灾情况，技术上的不足，导致实际应用价值得不到发挥。消防机器人的想获得大规模的应用首先要攻克难关技术。

  水下机器人也称无人遥控潜水器，是一种工作于水下的极限作业机器人。水下环境恶劣危险，人的潜水深度有限，所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具。1953年第一艘无人遥控潜水器问世，80年代以来，中国也开展了水下机器人的研究和开发，研制出“海人”1号(HR-1)水下机器人，成功地进行水下实验。1990年，无人无缆潜水器研制成功，定名为“UUV”号。中国水下机器人2009年首次在北冰洋海域冰下调查。2012年10月，中国首款“功能模块”理念智能水下机器人问世。

  水下机器人人主要运用于安全搜救、管道检查、科研教学、船舶河道海洋石油检修、能源产业探测、水下娱乐、考古、渔业等。无人遥控潜水器主要有：有缆遥控潜水器和无缆遥控潜水器两种，其中有缆遥控潜水器又分为水中自航式、拖航式和能在海底结构物上爬行式三种。

  水下机器人可在高度危险环境、被污染自然环境以及零可见度的水域代替人工在水下长时间作业，水下机器人上一般配备声呐系统、摄像机、照明灯和机械臂等装置，能提供实时视频、声呐图像，机械臂能抓起重物，水下机器人在石油开发、海事执法取证、科学研究和军事等领域得到普遍应用。

  但是，由于水下机器人运行的环境复杂，水声信号的噪声大，而各种水声传感器都会存在精度较差、跳变频繁的缺点，因此水下机器人运动控制系统中，滤波技术显得很重要。水下机器人运动控制中普遍采用的位置传感器为短基线或长基线水声定位系统，速度传感器为多普勒速度计会影响水声定位系统精度。因素最重要的包含声速误差、应答器响应时间的丈量误差、应答器位置即间距的校正误差。而影响多普勒速度计精度的因素最重要的包含声速c、海水中的介质物理化学特性、运载器的颠簸等。

  近年来，人工智能的火热程度蔓延到了机器人领域。作为特种机器人重要组成部分的警用机器人虽然关注度逐年走高，使用率却始终较低。 能够在某些特定的程度上补充警力缺口的警用机器人其实正是中国目前所需要的，因为中国正面临巨大的警察缺口，国内警察占比只有千分之1.2，不仅远低于发达国家的千分三。警察数量的缺口约为252万人，辅助警察工作的保安和协警类人员也有近100来万的缺口。

  虽然我国警用机器人在排爆、巡逻、安保等领域慢慢的开始试验应用，去年和今年也在春节、国庆等重大节日中实际使用。对于警务部门来说，可以有效的进行侦查、巡逻、爆炸物探测、排除、处置的机器人也一直都有大量的使用需求，但实际配备有警用机器人的公安局、派出所仍是少数，所配备的机器人数量也不是很多。造成警用机器人使用率低，一种原因是警用机器人推广度不足，另一方面国产警用机器人技术不够完善，国外警用机器人价格又太高。从国内相关文献和专利能够准确的看出，我国警用机器人的发展仍处于初期，技术探讨研究还在快速追赶中。未来我国警用机器人需要在技术和安全两大方面持续改进，届时巨大的市场潜力将有望迎来真正爆发。

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