传统的安防都是依靠视频摄像头来进行监控的，属于比较被动的，虽然从中也经历过很多变革，但为了加大安防行业的技术提升，我国早在2015年就已经引进了人工智能技术的产品，这也让安防行业实现了从被动到主动的一个过程，“到了现在，智能安防行业已经普及在各个行业当中，而安防行业的机器人产品也开始不断在市场上涌现。本项目的目标是针对现有安防领域涉及短板，将机械结构与控制部分巧妙结合，设计一种可以成本较低的居民安防机器人。

机器人依靠红外寻迹模块进行路径识别，利用 M3508 直流无刷减速电机推动麦克纳姆轮前行。机器人云台进行360°旋转，利用红外摄像仪观察四周，一旦发现入侵者，立刻向户主发送警报，并用GPS定位到当前的位置。其储弹箱内可存有近50个弹丸，电机推动拨齿进行供弹，灭火弹丸再通过空间连杆发射出去。在灭火弹丸的出口处使用限位胶轮，给弹丸提供初速度并控制弹丸的初始发射位置相同，从而得到稳定的弹道。云台的俯仰pitch轴依靠GM6020直流无刷电机进行控制，YAW轴采用G M6020电机加齿轮与回转支承进行齿轮配合,这样可以保证弹丸能够精确的击中目标。

机械结构方面，该机器人主要应用了空间连杆技术、独立悬挂系统以及创新三点发射结构。弹丸动力系统采用电机加拨齿的结构，通过动画演示和实物测试，拨齿与弹丸接触为点接触，容易造成卡弹现象，在改进过程中，在接触点加轴承，并在弹丸的路径上安放轴承，以减小弹丸与弹仓壁以及底部的摩擦，使弹丸可以被顺利供到枪管处。弹链应用空间连杆技术，使俯仰轴电机的控制不受其他外力的影响，从而使俯仰轴电机能够将枪管稳定地从一个俯仰角调节到另一个俯仰角，降低能耗。输送装置应用下供弹方式，即弹丸从枪管的下部进入到枪管内，从而使弹仓布置在枪管以下，避免了弹仓位于枪管上部而导致云台转动惯性大，不灵活的问题，降低机器人的突发失灵的概率。

控制方面，主要包括红外路径追踪、自动报警系统以及发射防御系统。采用基于红外热像仪的图像识别算法，利用红外热像仪感知的温度特征将疑似入侵者区域从背景中分割出来;对二值化的图像利用Blob提取算法, 得到每个目标区域的像素集合;在此基础上,使用光流法提取图像的动态特征;提出一种分段均值的方法,并结合光流方向的其他特征来判定目标区域是否为入侵者。一经确定，自主发射防御弹丸并及时报警。机器人搭载自我识别程序芯片和预警发射系统芯片，双芯片设计，大大提高机器人的用途和效能。

在制作过程中，我们主要采用了铝材、玻纤板等，利用3D打印、平面雕刻等技术，制作出了一部分符合装配、力学性能和外观要求的部件。同时，结合中国风的传统镂空花纹，增加了作品的美观性。

经过两个多月的修改与制作，团队制作出了物理样机。通过调试和改进，实现了预期功能，验证了系统的可靠性和实用性。