CN105954718A - 火灾现场火源定位方法、定位系统及消防机器人 - Google Patents

火灾现场火源定位方法、定位系统及消防机器人 Download PDF

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Abstract

本发明涉及消防设备技术领域，具体公开了一种火灾现场火源定位方法、定位系统及消防机器人，所述定位方法包括测得热成像仪在起始位置时的火源方向与热成像仪的移动路线之间的夹角，测得热成像仪在另一位置时的火源方向与热成像仪的移动路线之间的夹角，测得热成像仪移动的距离，根据三角函数计算出热成像仪在起始位置时与火源的距离以及热成像仪在另一位置时与火源的距离，所述定位系统包括热成像仪、旋转装置和驱动装置，所述消防机器人包括所述定位系统。本发明可以动态测量任意点火源到机器人的偏转角及其距离，有效的提高了工作效率，不需要增加额外的测量工具，无需额外成本，操作简单。

Description

火灾现场火源定位方法、定位系统及消防机器人
技术领域
本发明涉及消防设备技术领域，尤其涉及一种火灾现场火源定位方法、定位系统及消防机器人。
背景技术
随着科技的不断发展发展，消防机器人越来越多的代替消防队员进入到火场一线进行灭火战斗，显著提高消防部队扑灭特大恶性火灾的实战能力，对减少国家财产损失和灭火救援人员的伤亡也产生重要了作用。但是火灾现场往往视线不好，这种浓烟较大的场合无法快速找到着火点，而且在确定着火区域时，通常无法精确的获得着火点相对于消防炮的位置。
发明内容
本发明的目的是提供一种火灾现场火源定位方法、定位系统及消防机器人，以克服现有技术无法精确定位火灾现场的火源位置的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种火灾现场火源定位方法，包括以下步骤：
S1.将热成像仪置于起始位置A点，通过热成像仪检测火源位置C点的方向；
S2.将热成像仪沿直线移动到另一位置B点，再次通过热成像仪检测火源位置C点的方向；
S3.测得热成像仪在起始位置时的火源方向与热成像仪的移动路线之间的夹角∠CAB＝α，测得热成像仪在另一位置时的火源方向与热成像仪的移动路线之间的夹角∠CBA＝β，测得热成像仪移动的距离AB＝L；
S4.根据三角函数计算出热成像仪在起始位置时与火源的距离AC以及热成像仪在另一位置时与火源的距离BC，
AB/sin∠ACB＝AC/sin∠CBA＝BC/sin∠CAB
L/sin(α-β)＝AC/sinβ＝BC/sinα
AC＝L sinβ/sin(α-β)
BC＝L sinα/sin(α-β)。
优选地，热成像仪设置在云台系统上，云台系统通过云台电机驱动热成像仪旋转以寻找火源，在检测到火源时，通过云台电机得到热成像仪偏离其移动路线的旋转角度。
优选地，云台系统设置在伺服系统上，伺服系统通过伺服电机驱动云台系统和热成像仪沿直线移动，通过伺服电机的转速与轮径得到热成像仪移动的距离。
本发明还包括一种火灾现场火源定位系统，包括热成像仪、旋转装置和移动装置，所述热成像仪设在所述旋转装置上，所述旋转装置设在所述移动装置上，所述旋转装置用于驱动所述热成像仪旋转以寻找火源，所述移动装置用于带动所述旋转装置和热成像仪移动。
优选地，所述旋转装置为云台系统，所述云台系统包括云台和云台电机，包括所述热成像仪设在所述云台上，所述云台电机用于驱动所述热成像仪旋转以寻找火源。
优选地，所述移动装置为伺服系统，所述伺服系统包括移动底盘和伺服电机，所述云台设在所述移动底盘上，所述伺服电机用于驱动所述移动底盘以带动所述云台系统和热成像仪移动。
本发明还包括一种消防机器人，包括所述的火灾现场火源定位系统。
本发明的火灾现场火源定位方法可以动态测量任意点火源到机器人的偏转角及其距离，有效的提高了消防机器人等的工作效率，不需要增加额外的测量工具，只通过消防机器人本身的设备即可实现火灾现场火源定位，无需额外成本，另外，这种定位方法操作简单，在消防机器人行进过程中便可完成火源定位的工作。
附图说明
图1为本发明实施例的火灾现场火源定位方法的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
如图1所示，本实施例的火灾现场火源定位方法，包括以下步骤：
S1.将热成像仪置于起始位置A点，通过热成像仪检测火源位置C点的方向；
具体的，热成像仪设置在云台系统上，云台系统通过云台电机驱动热成像仪旋转以寻找火源，使热成像仪指向火源位置C点的方向。
S2.将热成像仪沿直线移动到另一位置B点，该B点为距A点任意距离的另一点，再次通过热成像仪检测火源位置C点的方向；
具体的，云台系统设置在伺服系统上，伺服系统通过伺服电机驱动云台系统和热成像仪从A点到B点沿直线移动。
S3.在三角形ΔABC中测得三个值；
测得热成像仪在起始位置时的火源方向与热成像仪的移动路线之间的夹角∠CAB＝α；其测量方式为：在起始位置A点云台电机驱动热成像仪旋转检测到火源时，通过云台电机得到热成像仪偏离其移动路线的旋转角度，即∠CAB的度数α；
测得热成像仪在另一位置时的火源方向与热成像仪的移动路线之间的夹角∠CBA＝β，其测量方式为：在另一位置8点云台电机驱动热成像仪旋转检测到火源时，通过云台电机得到热成像仪偏离其移动路线的旋转角度，即∠CBA的度数β；
测得热成像仪移动的距离AB＝L，其测量方式为：通过伺服电机的转速与轮径得到热成像仪从A点移动到B点的距离。
S4.根据三角函数计算出热成像仪在起始位置时与火源的距离AC以及热成像仪在另一位置时与火源的距离BC，
AB/sin∠ACB＝AC/sin∠CBA＝BC/sin∠CAB
L/sin(α-β)＝AC/sinβ＝BC/sinα
AC＝L sinβ/sin(α-β)
BC＝L sinα/sin(α-β)；
在实际应用过程中，消防机器人通常只需要得到热成像仪在另一位置B点时与火源位置C点的距离BC以及热成像仪在另一位置时的火源方向与热成像仪的移动路线之间的夹角∠CBA即可，这样消防机器人就可以实现在移动过程中定位火源位置。
本实施例的火灾现场火源定位系统，包括热成像仪、旋转装置和移动装置，所述热成像仪设在所述旋转装置上，所述旋转装置设在所述移动装置上，所述旋转装置用于驱动所述热成像仪旋转以寻找火源，所述移动装置用于带动所述旋转装置和热成像仪移动。
具体的，所述旋转装置为云台系统，所述云台系统包括云台和云台电机，包括所述热成像仪设在所述云台上，所述云台电机用于驱动所述热成像仪旋转以寻找火源并记录旋转角度，所述移动装置为伺服系统，所述伺服系统包括移动底盘和伺服电机，所述云台设在所述移动底盘上，所述伺服电机用于驱动所述移动底盘以带动所述云台系统和热成像仪移动并记录移动距离。
本实施例的消防机器人，包括所述的火灾现场火源定位系统。
本发明的火灾现场火源定位方法可以动态测量任意点火源到机器人的偏转角及其距离，有效的提高了消防机器人等的工作效率，不需要增加额外的测量工具，只通过消防机器人本身的设备即可实现火灾现场火源定位，无需额外成本，另外，这种定位方法操作简单，在消防机器人行进过程中便可完成火源定位的工作。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (7)

1.一种火灾现场火源定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将热成像仪置于起始位置A点，通过热成像仪检测火源位置C点的方向；
S2.将热成像仪沿直线移动到另一位置B点，再次通过热成像仪检测火源位置C点的方向；
S3.测得热成像仪在起始位置时的火源方向与热成像仪的移动路线之间的夹角∠CAB＝α，测得热成像仪在另一位置时的火源方向与热成像仪的移动路线之间的夹角∠CBA＝β，测得热成像仪移动的距离AB＝L；
S4.根据三角函数计算出热成像仪在起始位置时与火源的距离AC以及热成像仪在另一位置时与火源的距离BC，
AB/sin∠ACB＝AC/sin∠CBA＝BC/sin∠CAB
L/sin(α-β)＝AC/sinβ＝BC/sinα
AC＝L sinβ/sin(α-β)
BC＝L sinα/sin(α-β)。
2.根据权利要求1所述的火灾现场火源定位方法，其特征在于，热成像仪设置在云台系统上，云台系统通过云台电机驱动热成像仪旋转以寻找火源，在检测到火源时，通过云台电机得到热成像仪偏离其移动路线的旋转角度。
3.根据权利要求2所述的火灾现场火源定位方法，其特征在于，云台系统设置在伺服系统上，伺服系统通过伺服电机驱动云台系统和热成像仪沿直线移动，通过伺服电机的转速与轮径得到热成像仪移动的距离。
4.一种火灾现场火源定位系统，其特征在于，包括热成像仪、旋转装置和移动装置，所述热成像仪设在所述旋转装置上，所述旋转装置设在所述移动装置上，所述旋转装置用于驱动所述热成像仪旋转以寻找火源，所述移动装置用于带动所述旋转装置和热成像仪移动。
5.根据权利要求4所述的火灾现场火源定位系统，其特征在于，所述旋转装置为云台系统，所述云台系统包括云台和云台电机，包括所述热成像仪设在所述云台上，所述云台电机用于驱动所述热成像仪旋转以寻找火源。
6.根据权利要求5所述的火灾现场火源定位系统，其特征在于，所述移动装置为伺服系统，所述伺服系统包括移动底盘和伺服电机，所述云台设在所述移动底盘上，所述伺服电机用于驱动所述移动底盘以带动所述云台系统和热成像仪移动。
7.一种消防机器人，其特征在于，包括权利要求4-6中任何一项所述的火灾现场火源定位系统。
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