CN106730555A - 一种用于消防机器人消防灭火空间一体化的监控方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于消防机器人消防灭火空间一体化的监控方法，属于监控技术领域，通过无人机侦查获得消防灭火的地理位置和地理环境，获得初始场景；在初始场景上，消防机器人获取建筑结构和室内构造，获得中间场景；获取消防人员的作业位置，确定控制中心的位置，获得最终场景；根据各场景分别进行监控。本发明通过控制中心采集并获取消防灭火现场的地理位置，并在地图上作标记，无人机根据地图和地图上的标记在现场周围进行侦查，获取现场环境。把现场的信息传递给控制中心，控制中心通过决算分配和调度消防机器人进行灭火救援，必要时出动消防员。本发明实现了消防灭火现场的全程实时监控，大大提高了消防灭火的效率，保障了消防员和人民的生命安全。
Description
技术领域
本发明属于监控技术领域，涉及一种消防现场监控技术领域，特别是涉及一种用于消防机器人消防灭火空间一体化的监控方法。
背景技术
从2005到2013年全国共发生169万起火灾事故，在一线上伤亡的消防员有776人。而2015年8月12日发生的天津塘沽爆炸案在116个的遇难者中更有56个消防员牺牲。科技武装实现“机器换人”，保障消防员安全变得迫在眉睫。火灾现场火势凶猛，非常危险，在消防现场的监控一般由摄像头进行监控。消防现场采用便携式设备进行视频监控时，虽然可以通过云台控制摄像头进行拍摄角度、远近的调整，但也存在以下几个缺点：
(1)传统的消防作业，现场需要有人员对现场进行监控，劳动强度大且不能完整的反映出消防现场的实景；
(2)当消防工程巨大，设备需要远离火灾中心。随着距离的增大，对设备的要求提高，成本也随之增加；
(3)对某些特殊场合，如爆炸消防现场时，除了存在重大安全隐患外，人、物可能会造成遮挡，导致无法完整清晰的对消防作业进行监控。
发明内容
本发明的目的是针对现有便携式设备监控不便，拍摄死角多，工作强度大，监控成本高等缺陷，提供一种用于消防机器人消防灭火空间一体化的监控方法，可使监控更为便利和高效，从而提高灭火的效率，保障消防员的生命安全。
本发明的技术方案是：一种用于消防机器人消防灭火空间一体化的监控方法，其特征在于，包括如下操作步骤：
(1)无人机获得消防灭火的地理位置和地理环境，获得初始场景；
(2)在所述初始场景上，消防机器人获取建筑结构和室内构造，获得中间场景；
(3)确定消防人员的作业位置，确定控制中心的位置，确定最终场景；
(4)执行控制指令，根据上述步骤中的初始场景、中间场景、最终场景分别进行监控。
上述步骤(4)中所述初始场景、中间场景、最终场景分别进行监控包括如下操作步骤：
(1)执行指令一，在节点一根据所述初始场景进行监控；
(2)执行指令二，在节点二根据所述中间场景的建筑结构进行监控；
(3)执行指令三，在节点三根据所述最终场景的消防人员的位置信息进行监控；
(4)执行指令四，在节点四根据所述最终场景的作业位置的位置信息进行监控；
(5)执行指令五，在节点五根据所述最终场景的室内构造进行监控。
上述步骤(1)中所述的执行指令一是按照节点一中的初始场景的地理位置和地理环境进行盘旋监控。
上述步骤(4)中所述的执行指令四是按照节点四中的中间场景的建筑构造内根据最终场景的作业位置的位置信息进行监控。
上述步骤(1)中所述的无人机在获得初始场景时采用盘旋模式、在监控作业位置时采用静态模式以及充电模式为充电时的监控状态。
上述充电模式包括如下步骤：
(1)在搜索充电位置时，根据位置一信息搜索并靠近充电位置；
(2)根据红外感应信号确定位置三信息，并在位置三信息对应的充电位置停止，进行充电。
上述步骤(2)中所述的根据红外感应信号确定位置三信息，并在位置三信息对应的充电位置停止，充电的具体步骤如下：
(1)在位置三信息对应的充电位置停止；
(2)伸出导杆，使得导杆与充电装置进行接触，进行充电；
(3)调整摄像头至作业位置的中心点。
本发明的有益效果为：本发明提出的一种用于消防机器人消防灭火空间一体化的监控方法，工作原理清晰，通过采集并获取消防现场周边的地理位置和地理环境而生成地图，并在地图上作标记，无人机根据地图和地图上的标记进行自动拍摄监控，并把监控信息实时传送给控制中心，实现对消防现场的全方位无死角的拍摄监控，还实现了对消防过程中每一步骤对应的工作流程和工作位置的拍摄监控，通过整体监控和局部监控相结合，使得监控更为精确、全面，实时性更高，通过无人机和消防机器人的自动拍摄，使得视野更为广阔，监控更为简易，不仅节省了人力资源，还保证了消防员生命财产安全。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种用于消防机器人消防灭火空间一体化的监控方法，包括如下操作步骤：
(1)步骤一，侦查获得消防现场周边的地理位置和地理环境，获得初始场景。在项目侦查阶段时，无人机采用盘旋模式对消防的地理位置和地理环境进行仔细侦查，得出消防现场的详细地图，即初始场景。
(2)步骤二，在初始场景上，消防机器人获取建筑结构和室内构造，获得中间场景。具体来说，本步骤中，由控制中心派出消防机器人在危险区域进行侦查，获取火源的具体位置，同时获取危险区域的建筑结构和室内构造，并将上述信息对应到初始场景，并在初始场景上作标记，从而形成具有标记的中间场景，中间场景可看做是包含了上述标记的初始场景。另外，消防机器人在进入危险区域时，会把警告信息传递给无人机，从而限制无人机的飞行范围，避免无人机进入危险区域，造成更大的安全隐患。
(3)步骤三，获取消防人员的作业位置，确定控制中心的位置，确定最终场景。本步骤在前两个步骤的基础上确定最终场景。在由无人机和消防机器人获取的信息上，也就是在有标记的中间场景上，确定控制中心的位置，确保控制中心的安全，同时消防员也在此地听从指挥和派遣。
(4)步骤四，执行控制指令，根据初始场景，所述中间场景，最终场景分别进行监控。本步骤中，无人机执行和消防机器人根据控制指令，根据初始场景，中间场景，最终场景分别进行监控。控制指令不同，则监控的位置和对象也不同。控制指令包括了监控时间段和监控位置，无人机根据获取到的监控时间段和监控位置，并根据上述地图信息进行拍摄监控，控制指令、初始场景和最终场景预先设置于无人机，具体来说，控制指令、初始场景和最终场景在进行监控前预先下载设置于无人机，每一监控指令分别对应一监控时间段，一监控位置，而监控位置则根据初始场景和最终场景获取，为了简化对无人机的控制，为每一控制指令对应设置一指令序号，这样，当控制无人机时，只需输入指令序号，无人机即可实现自动拍摄监控，另外，也可以预先设定好初始场景和最终场景的监控时间，无人机周期地进行拍摄监控。控制指令、中间场景，则由消防机器人前面的高清摄像头和红外线成像装置完成，中间场景由消防机器人实现全时监控。
(5)步骤五，无人机长时间工作后，电能就会减少，电能的降低将影响无人机的正常工作，使得监控的实时性得不到较好的控制。为了避免影响无人机的正常工作，使得无人机实现自动充电，本发明还包括自动充电步骤。
本发明的充电装置搜索结合了地图信息和GPS定位以及红外线定位，地图信息和GPS定位可在大范围内实现无人机的导航，弥补红外线感应距离短的缺陷，但红外线有效提高了定位精度，两者结合提高了定位效率和定位精度。
具体步骤为，初始场景信息存储于无人机内部的存储模块，无人机通过结合初始场景，搜索位置一的信息，从而找到充电装置的位置，即控制中心的位置，无人机飞行靠近充电装置。根据红外线感应信号确定位置三的控制中心，并在所述位置三对应的充电位置停止，进行充电。更详细的为，无人机伸出导杆，使得导杆与充电装置进行接触，进行充电。同时，调整摄像头至作业位置的中心。
(6)充电装置与无人机之间设计由红外线的相互感应装置。充电装置布置在控制中心附近，包括充电平台，充电平台中心有红外发生器。当无人机的电量不足时，红外发生器就会发出红外感应信号，对接收该红外线感应信号的无人机提供精确导航。充电平台设置有两个环形导轨，分别与电源的正、负级连接，这样，无人机接收到感应信号，无人机就能对齐于充电平台的中心并下降，停放在充电平台上，随后伸出导杆，使得导杆与充电装置的两个导轨接触，进而连接至电源的正、负极，实现自动充电。在充电的同时，将摄像头调整至消防现场的中心，实现一边充电，一边对现场的监控。
(7)由于消防现场极其危险，而且还有很多未知的隐患，为了保证无人机的安全，无人机应在安全范围内对现场进行拍摄监控。因此，根据消防机器人对中间场景的排查，排除相关隐患，确定无人机的飞行范围，由无人机在消防现场进行盘旋监控，这样就有效保障了无人机的安全，降低了财产损失。
(8)具体来说，节点一为消防作业起动时间，节点二为无人机和消防机器人联动出动时间，节点三为人员点名和联网时间，节点四为警戒时间，节点五为消防灭火时间。上述的监控过程不仅实现对消防现场的全方位无死角的拍摄监控，还实现了对消防过程中每一步骤对应的工作流程和工作位置的拍摄监控，通过整体监控和局部监控相结合，使得监控更为精确、全面，实时性更高，通过无人机和消防机器人的自动拍摄，使得视野更为广阔，监控更为简易，不仅节省了人力资源，还保证了消防员生命财产安全。
Claims (7)
1.一种用于消防机器人消防灭火空间一体化的监控方法，其特征在于，包括如下操作步骤：
(1)无人机获得消防灭火的地理位置和地理环境，获得初始场景；
(2)在所述初始场景上，消防机器人获取建筑结构和室内构造，获得中间场景；
(3)确定消防人员的作业位置，确定控制中心的位置，确定最终场景；
(4)执行控制指令，根据上述步骤中的初始场景、中间场景、最终场景分别进行监控。
2.根据权利要求1所述的一种用于消防机器人消防灭火空间一体化的监控方法，其特征在于，步骤(4)中所述初始场景、中间场景、最终场景分别进行监控包括如下操作步骤：
(1)执行指令一，在节点一根据所述初始场景进行监控；
(2)执行指令二，在节点二根据所述中间场景的建筑结构进行监控；
(3)执行指令三，在节点三根据所述最终场景的消防人员的位置信息进行监控；
(4)执行指令四，在节点四根据所述最终场景的作业位置的位置信息进行监控；
(5)执行指令五，在节点五根据所述最终场景的室内构造进行监控。
3.根据权利要求2所述的一种用于消防机器人消防灭火空间一体化的监控方法，其特征在于：步骤(1)中所述的执行指令一是按照节点一中的初始场景的地理位置和地理环境进行盘旋监控。
4.根据权利要求2所述的一种用于消防机器人消防灭火空间一体化的监控方法，其特征在于：步骤(2)中所述的执行指令四是按照节点四中的中间场景的建筑构造内根据最终场景的作业位置的位置信息进行监控。
5.根据权利要求1所述的一种用于消防机器人消防灭火空间一体化的监控方法，其特征在于：步骤(1)中所述的无人机在获得初始场景时采用盘旋模式、在监控作业位置时采用静态模式以及充电模式为充电时的监控状态。
6.根据权利要求5所述的一种用于消防机器人消防灭火空间一体化的监控方法，其特征在于，所述充电模式包括如下步骤：
(1)在搜索充电位置时，根据位置一信息搜索并靠近充电位置；
(2)根据红外感应信号确定位置三信息，并在位置三信息对应的充电位置停止，进行充电。
7.根据权利要求6所述的一种用于消防机器人消防灭火空间一体化的监控方法，其特征在于，步骤(2)中所述的根据红外感应信号确定位置三信息，并在位置三信息对应的充电位置停止，充电的具体步骤如下：
(1)在位置三信息对应的充电位置停止；
(2)伸出导杆，使得导杆与充电装置进行接触，进行充电；
(3)调整摄像头至作业位置的中心点。
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