CN106955443A - 一种火灾处理机器人和系统 - Google Patents

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CN106955443A
CN106955443A CN201710251350.9A CN201710251350A CN106955443A CN 106955443 A CN106955443 A CN 106955443A CN 201710251350 A CN201710251350 A CN 201710251350A CN 106955443 A CN106955443 A CN 106955443A
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岳英丹
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Nanjing Sambo Julianne Vision Technology Co
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Nanjing Sambo Julianne Vision Technology Co
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C19/00Hand fire-extinguishers in which the extinguishing substance is expelled by an explosion; Exploding containers thrown into the fire
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C27/00Fire-fighting land vehicles

Abstract

本发明提供了一种火灾处理机器人和系统,通过在建筑物内设置火灾处理机器人,与相关技术中人工排查火灾隐患相比,可以全天候对建筑物内的火灾进行排查,提高了火灾检测效率,而且可以在出现火灾时,进行灭火操作,处理及时,尽可能降低火灾对建筑物的损害。

Description

一种火灾处理机器人和系统
技术领域
[0001] 本发明涉及数据处理技术领域,具体而言,涉及一种火灾处理机器人和系统。
背景技术
[0002] 当前,城市中各种大型商业综合体建筑物不断增多,在商业圈的这些大型楼宇中, 人口密度大,容易出现火灾隐患,因此需要对火灾隐患进行及时处理。
[0003] 相关技术中,各种大型商业综合体建筑物会安排专门的物业人员对建筑物内的火 灾隐患进行排查。
[0004] 在实现本发明过程中,发明人发现现有技术中至少存在如下问题:
[0005] 人工排查火灾隐患,效率低下,并在出现火灾时不能及时处理。
发明内容
[0006] 有鉴于此,本发明实施例的目的在于提供一种火灾处理机器人和系统,以提高火 灾检测效率。
[0007] 第一方面,本发明实施例提供了 一种火灾处理机器人,设置在建筑物内,包括:
[0008] 机器人本体、行走机构、灭火机构和控制机构;所述行走机构安装在所述机器人本 体底部,所述控制机构安装在所述机器人本体内部,所述灭火机构安装在所述机器人本体 顶部;
[0009] 所述机器人本体内部还设置有灭火材料容器,所述灭火材料容器与所述灭火机构 连接;
[0010] 所述行走机构,包括履带架及行走电机,履带架上设置有驱动轮、导向轮、若干个 支撑轮以及履带;所述驱动轮包括左驱动轮和右驱动轮;所述行走电机用于驱动左驱动轮 和右驱动轮转动;所述导向轮具有驱动功能,包括左导向轮和右导向轮;所述左导向轮和所 述右导向轮分别在所述行走电机驱动下转动;所述行走机构的履带架上设置有导向轮张紧 器,所述导向轮设置所述导向轮张紧器上;
[0011] 所述控制机构包括:控制模块、无线信号收发模块和定位模块;所述控制模块,分 别与所述无线信号收发模块、所述行走机构、所述定位模块和所述灭火机构连接;
[0012] 所述控制模块根据采集到的火灾检测图像确定有火灾出现时,控制所述火灾处理 机器人进行灭火操作;
[0013] 所述无线信号收发模块,用于根据所述控制模块的控制,使所述火灾处理机器人 与外界进行交互;
[0014] 所述定位模块,设置在所述机器人本体外部,用于向所述控制模块反馈所述火灾 处理机器人所在位置信息;
[0015] 所述灭火机构包括:温度传感器、烟雾传感器、升降旋转平台、灭火装置和图像采 集装置;所述温度传感器、所述烟雾传感器、所述灭火装置和所述图像采集装置均设置在所 述升降旋转平台上,并分别与所述控制模块连接;
[0016] 所述温度传感器,用于对所述火灾处理机器人所在区域的温度进行检测;
[0017] 所述烟雾传感器,用于对所述火灾处理机器人所在区域的烟雾进行检测;
[0018] 所述灭火装置,用于对出现的火情进行灭火操作;
[0019] 所述图像采集装置,具有测量与拍摄物体距离功能,用于采集建筑物的火灾检测 图像,并将采集到的火灾检测图像发送到所述控制模块,使所述控制模块对所述火灾检测 图像进行处理。
[0020] 结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式,其中:所 述灭火机构,还包括:第一旋转电机、第二旋转电机和升降电机;所述第一旋转电机、所述第 二旋转电机和所述升降电机分别与所述控制模块连接;
[0021] 所述第一旋转电机和所述升降电机设置在所述升降旋转平台底部,用于控制所述 升降旋转平台进行旋转升降;
[0022] 所述灭火装置包括:水炮和与所述水炮并排设置的粉末炮,所述水炮和所述粉末 炮在所述升降旋转平台内侧的一端分别通过软管与所述灭火材料容器中的水箱和灭火粉 末箱连接,在所述升降旋转平台外侧一端分别设置有射水孔和灭火粉末发射孔,用于对发 生火情的区域发射水和灭火粉末;
[0023] 所述第二旋转电机设置在所述升降旋转平台内,通过转轴与所述水炮和所述粉末 炮连接,用于控制所述水炮和所述粉末炮在灭火操作的过程中俯仰,调节所述水炮和所述 粉末炮的发射角度;
[0024] 所述温度传感器、所述烟雾传感器、所述图像采集装置均设置在所述灭火装置上, 随着所述灭火装置的旋转升降而被旋转升降;
[0025] 所述无线信号收发模块设置在所述升降旋转平台顶部。
[0026] 结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式,其中:在 检测建筑物内火情的过程中,所述控制模块具体用于:
[0027] 获取当前的时间信息;
[0028] 当根据获取到的所述时间信息确定距离上一次进行火灾检测的时长达到预设的 时间长度时,根据预存的火灾检测位置信息,控制所述行走机构移动,使所述火灾处理机器 人移动到预设的火灾检测区域;
[0029] 获取移动所述行走机构移动时的移动位置信息,并将所述移动位置信息与所述火 灾检测位置信息进行对比,得到对比结果;其中,所述对比结果包括相同和不相同;对比结 果相同说明所述火灾处理机器人移动到所述火灾检测区域,对比结果不相同说明所述火灾 处理机器人未移动到火灾检测区域;
[0030] 当对比结果相同时,确定所述火灾处理机器人移动到所述火灾检测区域;
[0031] 进行所述火灾检测区域的火灾检测。
[0032] 结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式,其中:所 述控制模块进行所述火灾检测区域的火灾检测,包括:
[0033] 通过所述温度传感器采集所述火灾检测区域的温度数据;
[0034] 通过所述烟雾传感器采集所述火灾检测区域的烟雾数据;
[0035] 当确定所述温度数据大于预设的温度阈值或者所述烟雾数据大于预设的烟雾浓 度阈值时,向所述图像采集装置发送火灾检测图像获取指令,使得所述图像采集装置获取 所述火灾检测区域的火灾检测图像;
[0036] 获取所述图像采集装置发送的火灾检测图像;
[0037] 查询出预存的火灾图像;
[0038] 将所述火灾检测图像分别划分为多个图像区域;
[0039] 从多个所述图像区域中,分别选择k个图像区域进行拼接,得到多个检测子图像, 其中,多个所述图像区域由所述火灾检测图像自上而下平均划分得到,
Figure CN106955443AD00081
,111表示所述火灾检测图像划分的图像区 域数量;
[0040] 对得到的所述多个检测子图像以及所述火灾图像进行深度学习,得到所述火灾检 测图像和所述火灾图像的特征差值图;
[0041] 对得到的所述特征差值图进行深度学习,得到所述火灾检测图像和所述火灾图像 的对比结果,所述对比结果包括相似和不相似;
[0042] 当得到所述火灾检测图像和所述火灾图像相似的对比结果时,确定所述火灾检测 区域发生火灾,并控制所述灭火装置对所述火灾检测区域进行灭火操作。
[0043] 结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式,其中:所 述控制模块对得到的所述多个检测子图像以及所述火灾图像进行深度学习,得到所述火灾 检测图像和所述火灾图像的特征差值图,包括:
[0044] 对多个所述检测子图像和所述火灾图像进行深度学习,得到多个第一火灾图像特 征图和第二火灾图像特征图;
[0045] 以预设的像素点坐标集合中存储的各像素点坐标为特征值区域中心,按照预设的 特征值区域尺寸,分别将当前第一火灾图像特征图和所述第二火灾图像特征图划分为多个 第一特征值区域和多个第二特征值区域;
[0046] 从所述多个第一特征值区域和所述多个第二特征值区域中分别获取特征最大值;
[0047] 计算分别从具有相同特征值区域中心的第一特征值区域和第二特征值区域中获 取的特征最大值的差,得到多个特征差值;
[0048] 以所述多个特征差值为像素值,按照预设的特征差值图尺寸,生成所述当前第一 火灾图像特征图和第二火灾图像特征图的特征差值图。
[0049] 结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式,其中:所 述控制模块对多个所述检测子图像和所述火灾图像进行深度学习,得到多个第一火灾图像 特征图和第二火灾图像特征图,包括:
[0050] 通过第一自卷积神经网络对得到的检测子图像进行深度学习,得到多个所述第一 火灾图像特征图;
[0051] 通过第二自卷积神经网络对从图像库中选择的任一火灾图像进行深度学习,得到 所述第二火灾图像特征图,其中,所述第二自卷积神经网络和所述第一自卷积神经网络的 结构相同。
[0052] 结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式,其中:所 述控制模块对得到的所述特征差值图进行深度学习,得到所述火灾检测图像和所述火灾图 像的对比结果,包括:
[0053] 对得到的每个特征差值图进行深度学习,得到每个所述特征差值图对应的检测子 图像与所述火灾图像的相似参数;
[0054] 确定最大的相似参数作为所述火灾检测图像和所述火灾图像的相似度;
[0055] 当所述相似度大于等于设定的相似度阈值时,得到所述火灾检测图像和所述火灾 图像相似的对比结果。
[0056] 结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式,其中:所 述控制模块控制所述灭火装置对所述火灾检测区域进行灭火操作,包括:
[0057] 向所述灭火装置发出灭火指令,使得火灾处理机器人行走到发生火情的区域的同 时,控制所述图像采集装置采集发生火情的区域的火情图像,并通过所述温度传感器采集 火情温度数据;
[0058] 获取所述图像采集装置采集到的所述火情图像和所述火情温度数据;
[0059] 通过所述无线信号收发模块向外部发出火灾处理机器人所在位置信息和所述火 情图像;
[0060] 当确定所述火情图像中显示的火焰面积小于等于预设的面积阈值且确定采集到 的火情温度数据小于等于预设的温度阈值时,向所述火灾处理机器人发送水炮发射指令, 控制所述水炮发射;
[0061] 当确定所述火情图像中显示的火焰面积大于预设的面积阈值和/或确定采集到的 火情温度数据大于预设的温度阈值时,向所述火灾处理机器人发送粉末炮发射指令,控制 所述粉末炮发射。
[0062] 结合第一方面,本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式,其中:在 当确定所述火情图像中显示的火焰面积小于等于预设的面积阈值且确定采集到的火情温 度数据小于等于预设的温度阈值时,向所述火灾处理机器人发送水炮发射指令,控制所述 水炮发射之前,所述控制模块还用于:
[0063] 从火情图像中获取图像属性信息,所述图像属性信息中记录有拍摄距离;
[0064] 根据图像属性信息中记录的拍摄距离,从预设的拍摄距离列表中确定所述拍摄距 离下的火焰面积的面积阈值;其中,所述拍摄距离,表示获取火情图像时,所述图像采集装 置与火焰之间的距离;
[0065] 计算所述火情图像中火焰面积;
[0066] 对比计算得到的所述火情图像中火焰面积与预设的面积阈值的大小。
[0067] 第二方面,本发明实施例还提供一种火灾处理系统,包括:上述的火灾处理机器人 和与所述火灾处理机器人交互的火情服务器;所述火情服务器,与建筑物内安装的电梯、报 警器、显示装置和供电系统连接;
[0068] 所述火灾处理机器人,用于获取火灾检测图像,并在根据所述火灾检测图像确定 有火灾时,向所述火情服务器发送火灾处理机器人所在位置信息和采集到的火灾检测图 像,并在根据采集到的火灾检测图像确定有火灾出现时进行灭火操作;
[0069] 所述火情服务器,具体用于:
[0070] 接收所述火灾处理机器人发送的火灾处理机器人所在位置信息和所述灭火机构 采集到的火灾检测图像;控制所述电梯停止运行,并控制所述报警器报警;
[0071] 根据预存的火灾检测区域与位置信息的对应关系表以及所述火灾处理机器人所 在位置信息,确定所述火灾处理机器人所在的火灾检测区域的标识;其中,火灾检测区域与 位置信息的对应关系表记录有各火灾检测区域的标识与位置信息的对应关系;
[0072] 根据所述火灾处理机器人所在的火灾检测区域的标识,生成火灾告警信息,并控 制上述供电系统停止对火灾处理机器人所在火灾检测区域的电路电线进行供电;
[0073] 将生成的所述火灾告警信息发送到所述显示装置,使得所述显示装置对火灾告警 信息进行展示,以让所述建筑物内的人群离开建筑物。
[0074] 本发明实施例提供的火灾处理机器人和系统,通过在建筑物内设置火灾处理机器 人,与相关技术中人工排查火灾隐患相比,可以全天候对建筑物内的火灾进行排查,提高了 火灾检测效率,而且可以在出现火灾时,进行灭火操作,处理及时,尽可能降低火灾对建筑 物的损害。
[0075] 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合 所附附图,作详细说明如下。
附图说明
[0076] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附 图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对 范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这 些附图获得其他相关的附图。
[0077] 图1示出了本发明实施例所提供的一种火灾处理机器人的结构示意图;
[0078] 图2示出了本发明实施例所提供的火灾处理机器人中,行走机构的具体结构示意 图;
[0079] 图3示出了本发明实施例所提供的火灾处理机器人中,火灾处理机器人检测建筑 物内火情的具体方法的流程图;
[0080] 图4示出了本发明实施例所提供的火灾处理系统的结构示意图。
[0081] 图标:100-机器人本体;102-行走机构;104-灭火机构;3-履带架;11-履带;12-导 向轮;13-支撑轮;14-张紧器;17-驱动轮;400-火灾处理机器人;402-火情服务器。
具体实施方式
[0082] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例 中附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅 是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实 施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的 实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实 施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所 有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0083] 目前,各种大型商业综合体建筑物会安排专门的物业人员对建筑物内的火灾隐患 进行排查。而人工排查火灾隐患,效率低下,并在出现火灾时不能及时处理基于此,本申请 提供的一种火灾处理机器人和系统。
[0084] 需要注意的是,在本发明的描述中,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、 “水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了 便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、 以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、 “第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0085] 另外,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连 接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机 械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元 件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中 的具体含义。
[0086] 实施例
[0087] 本实施例提供一种火灾处理机器人,设置在建筑物内,包括:
[0088] 机器人本体、行走机构、灭火机构和控制机构;上述行走机构安装在上述机器人本 体底部,上述控制机构安装在上述机器人本体内部,上述灭火机构安装在上述机器人本体 顶部;
[0089] 上述机器人本体内部还设置有灭火材料容器,上述灭火材料容器与上述灭火机构 连接;
[0090] 上述行走机构,包括履带架及行走电机,履带架上设置有驱动轮、导向轮、若干个 支撑轮以及履带;上述驱动轮包括左驱动轮和右驱动轮;上述行走电机用于驱动左驱动轮 和右驱动轮转动;上述导向轮具有驱动功能,包括左导向轮和右导向轮;上述左导向轮和上 述右导向轮分别在上述行走电机驱动下转动;上述行走机构的履带架上设置有导向轮张紧 器,上述导向轮设置上述导向轮张紧器上;
[0091] 上述控制机构包括:控制模块、无线信号收发模块和定位模块;上述控制模块,分 别与上述无线信号收发模块、上述行走机构、上述定位模块和上述灭火机构连接;
[0092] 上述控制模块根据采集到的火灾检测图像确定有火灾出现时控制上述火灾处理 机器人进行灭火操作;
[0093] 上述无线信号收发模块,用于根据上述控制模块的控制,使上述火灾处理机器人 与外界进行交互;
[0094] 上述定位模块,设置在上述机器人本体外部,用于向上述控制模块反馈上述火灾 处理机器人所在位置信息;
[0095] 上述灭火机构包括:温度传感器、烟雾传感器、升降旋转平台、灭火装置和图像采 集装置;上述温度传感器、上述烟雾传感器、上述灭火装置和上述图像采集装置均设置在上 述升降旋转平台上,并分别与上述控制模块连接;
[0096] 上述温度传感器,用于对上述火灾处理机器人所在区域的温度进行检测;
[0097] 上述烟雾传感器,用于对上述火灾处理机器人所在区域的烟雾进行检测;
[0098] 上述灭火装置,用于对出现的火情进行灭火操作;
[0099] 上述图像采集装置,具有测量与拍摄物体距离功能,用于采集建筑物的火灾检测 图像,并将采集到的火灾检测图像发送到上述控制模块,使上述控制模块对上述火灾检测 图像进行处理。
[0100] 参见图1和2为火灾处理机器人的一种实施方式,上述火灾处理机器人包括:机器 人本体100、行走机构102和灭火机构104;行走机构102包括履带架3及电机(图中未示出), 履带架3上设置有驱动轮17、导向轮12、四个支撑轮13以及履带11。履带架3上设置有导向轮 张紧器14,导向轮12设置该导向轮张紧器14上。其中,驱动轮17包括左驱动轮和右驱动轮。 火灾处理机器人包括2个相互独立的电机,2个电机分别独立控制左驱动轮和右驱动轮转 动。另外,导向轮12也可以带有驱动功能,由此可以设置四个电机分别独立驱动驱动轮17和 导向轮12转动,在多个电机独立工作时,即使个别电机发生故障,也不会影响机器人的正常 使用。
[0101] 综上所述,本实施例提供的火灾处理机器人,通过在建筑物内设置火灾处理机器 人,与相关技术中人工排查火灾隐患相比,可以全天候对建筑物内的火灾进行排查,提高了 火灾检测效率,而且可以在出现火灾时,进行灭火操作,处理及时,尽可能降低火灾对建筑 物的损害。
[0102] 为了增加火灾处理机器人的火灾检测范围,上述火灾处理机器人的灭火机构,还 包括:第一旋转电机、第二旋转电机和升降电机;上述第一旋转电机、上述第二旋转电机和 上述升降电机分别与上述控制模块连接;
[0103] 上述第一旋转电机和上述升降电机设置在上述升降旋转平台底部,用于控制上述 升降旋转平台进行旋转升降;
[0104] 上述灭火装置包括:水炮和与上述水炮并排设置的粉末炮,上述水炮和上述粉末 炮在上述升降旋转平台内侧的一端分别通过软管与上述灭火材料容器中的水箱和灭火粉 末箱连接,在上述升降旋转平台外侧一端分别设置有射水孔和灭火粉末发射孔,用于对发 生火情的区域发射水和灭火粉末;
[0105] 上述第二旋转电机设置在上述升降旋转平台内,通过转轴与上述水炮和上述粉末 炮连接,用于控制上述水炮和上述粉末炮在灭火操作的过程中俯仰,调节上述水炮和上述 粉末炮的发射角度;
[0106] 上述温度传感器、上述烟雾传感器、上述图像采集装置均设置在上述灭火装置上, 随着上述灭火装置的旋转升降而被旋转升降;
[0107] 上述无线信号收发模块设置在上述升降旋转平台顶部。
[0108] 通过以上的描述可以看出,通过在升降旋转平台内设置第一旋转电机、第二旋转 电机和升降电机,使得升降旋转平台可以旋转升降且调节图像采集装置的图像采集角度, 可以增加火灾处理机器人的火灾检测范围。
[0109] 参见图3所示的火灾处理机器人在检测建筑物内检测火情的过程中,上述控制模 块具体用于执行以下步骤300至步骤308:
[0110] 步骤300、获取当前的时间信息。
[0111] 步骤302、当根据获取到的上述时间信息确定距离上一次进行火灾检测的时长达 到预设的时间长度时,根据预存的火灾检测位置信息,控制上述行走机构移动,使上述火灾 处理机器人移动到预设的火灾检测区域。
[0112] 其中,有些建筑物的楼层多且面积广,所以需要在建筑物内设置多个火灾处理机 器人进行火灾检测。并预先给每个火灾处理机器人设置火灾检测区域,使得每个火灾处理 机器人在预设的火灾检测区域内进行火灾检测。
[0113] 步骤304、获取移动上述行走机构移动时的移动位置信息,并将上述移动位置信息 与上述火灾检测位置信息进行对比,得到对比结果。
[0114] 其中,上述对比结果包括相同和不相同;对比结果相同说明上述火灾处理机器人 移动到上述火灾检测区域,对比结果不相同说明上述火灾处理机器人未移动到火灾检测区 域;
[0115] 步骤306、当对比结果相同时,确定上述火灾处理机器人移动到上述火灾检测区 域。
[0116] 步骤308、进行上述火灾检测区域的火灾检测。
[0117] 进一步地,上述步骤308,包括以下具体步骤:
[0118] (1)通过上述温度传感器采集上述火灾检测区域的温度数据;
[0119] (2)通过上述烟雾传感器采集上述火灾检测区域的烟雾数据;
[0120] (3)当确定上述温度数据大于预设的温度阈值或者上述烟雾数据大于预设的烟雾 浓度阈值时,向上述图像采集装置发送火灾检测图像获取指令,使得上述图像采集装置获 取上述火灾检测区域的火灾检测图像;
[0121] ⑷获取上述图像采集装置发送的火灾检测图像;
[0122] (5)查询出预存的火灾图像;
[0123] ⑶将上述火灾检测图像分别划分为多个图像区域;
[0124] (7)从多个上述图像区域中,分别选择k个图像区域进行拼接,得到多个检测子图 像,其中,多个上述图像区域由上述火灾检测图像自上而下平均划分得到,
Figure CN106955443AD00131
,m表示上述火灾检测图像划分的图像区域 数量;
[0125] (8)对得到的上述多个检测子图像以及上述火灾图像进行深度学习,得到上述火 灾检测图像和上述火灾图像的特征差值图;
[0126] (9)对得到的上述特征差值图进行深度学习,得到上述火灾检测图像和上述火灾 图像的对比结果,上述对比结果包括相似和不相似;
[0127] (10)当得到上述火灾检测图像和上述火灾图像相似的对比结果时,确定上述火灾 检测区域发生火灾,并控制上述灭火装置对上述火灾检测区域进行灭火操作。
[0128] 具体地,上述步骤(8)描述的上述控制模块对得到的上述多个检测子图像以及上 述火灾图像进行深度学习,得到上述火灾检测图像和上述火灾图像的特征差值图,包括以 下具体步骤:
[0129] (81)对多个上述检测子图像和上述火灾图像进行深度学习,得到多个第一火灾图 像特征图和第二火灾图像特征图;
[0130] (82)以预设的像素点坐标集合中存储的各像素点坐标为特征值区域中心,按照预 设的特征值区域尺寸,分别将当前第一火灾图像特征图和上述第二火灾图像特征图划分为 多个第一特征值区域和多个第二特征值区域;
[0131] (83)从上述多个第一特征值区域和上述多个第二特征值区域中分别获取特征最 大值;
[0132] (84)计算分别从具有相同特征值区域中心的第一特征值区域和第二特征值区域 中获取的特征最大值的差,得到多个特征差值;
[0133] (85)以上述多个特征差值为像素值,按照预设的特征差值图尺寸,生成上述当前 第一火灾图像特征图和第二火灾图像特征图的特征差值图。
[0134] 具体地,上述步骤(81)描述的上述控制模块对多个上述检测子图像和上述火灾图 像进行深度学习,得到多个第一火灾图像特征图和第二火灾图像特征图,包括:
[0135] 通过第一自卷积神经网络对得到的检测子图像进行深度学习,得到多个上述第一 火灾图像特征图;
[0136] 通过第二自卷积神经网络对从图像库中选择的任一火灾图像进行深度学习,得到 上述第二火灾图像特征图,其中,上述第二自卷积神经网络和上述第一自卷积神经网络的 结构相同。
[0137] 具体地,上述步骤(9)描述的上述控制模块对得到的上述特征差值图进行深度学 习,得到上述火灾检测图像和上述火灾图像的对比结果,包括以下具体步骤:
[0138] (91)对得到的每个特征差值图进行深度学习,得到每个上述特征差值图对应的检 测子图像与上述火灾图像的相似参数;
[0139] (92)确定最大的相似参数作为上述火灾检测图像和上述火灾图像的相似度;
[0140] (93)当上述相似度大于等于设定的相似度阈值时,得到上述火灾检测图像和上述 火灾图像相似的对比结果。
[0141] 为了根据火情的大小,针对性的进行灭火操作,上述控制模块控制上述灭火装置 对上述火灾检测区域进行灭火操作,包括以下步骤(1)至步骤(5):
[0142] (1)向上述灭火装置发出灭火指令,使得火灾处理机器人行走到发生火情的区域 的同时,控制上述图像采集装置采集发生火情的区域的火情图像,并通过上述温度传感器 采集火情温度数据;
[0143] (2)获取上述图像采集装置采集到的上述火情图像和上述火情温度数据;
[0144] (3)通过上述无线信号收发模块向外部发出火灾处理机器人所在位置信息和上述 火情图像;
[0145] (4)当确定上述火情图像中显示的火焰面积小于等于预设的面积阈值且确定采集 到的火情温度数据小于等于预设的温度阈值时,向上述火灾处理机器人发送水炮发射指 令,控制上述水炮发射;
[0146] (5)当确定上述火情图像中显示的火焰面积大于预设的面积阈值和/或确定采集 到的火情温度数据大于预设的温度阈值时,向上述火灾处理机器人发送粉末炮发射指令, 控制上述粉末炮发射。
[0147] 在上述步骤中,可以采用现有的任何图像处理技术,来计算图像中的火焰面积,这 里不再一一赘述。
[0148] 在上述步骤⑷描述的当确定上述火情图像中显示的火焰面积小于等于预设的面 积阈值且确定采集到的火情温度数据小于等于预设的温度阈值时,向上述火灾处理机器人 发送水炮发射指令,控制上述水炮发射之前,上述控制模块还用于:
[0149] (1)从火情图像中获取图像属性信息,上述图像属性信息中记录有拍摄距离;
[0150] (2)根据图像属性信息中记录的拍摄距离,从预设的拍摄距离列表中确定上述拍 摄距离下的火焰面积的面积阈值;其中,上述拍摄距离,表示获取火情图像时,上述图像采 集装置与火焰之间的距离;
[0151] (3)计算上述火情图像中火焰面积;
[0152] ⑷对比计算得到的上述火情图像中火焰面积与预设的面积阈值的大小。
[0153] 通过以上的描述可以看出,通过采集到的火情图像和上述火情温度数据确定火情 大小,并根据火情大小确定是通过水还是通过灭火粉末进行灭火操作,可以针对性的进行 灭火操作,进一步提高灭火效率,而且,通过无线信号收发模块向外部发出火灾处理机器人 所在位置信息和上述火情图像,从而对建筑物内发生的火灾进行即时通告,使建筑物内的 人群尽快撤离,保证了生命安全。
[0154] 参见图4所示的系统结构示意图,本实施例还提出一种火灾处理系统,包括:上述 的火灾处理机器人400和与上述火灾处理机器人400交互的火情服务器402;上述火情服务 器402,与建筑物内安装的电梯、报警器、显示装置和供电系统连接;
[0155] 上述火灾处理机器人400,用于获取火灾检测图像,并在根据上述火灾检测图像确 定有火灾时,向上述火情服务器402发送火灾处理机器人400所在位置信息和采集到的火灾 检测图像,并在根据采集到的火灾检测图像确定有火灾出现时进行灭火操作;
[0156] 上述火情服务器402,具体用于执行以下步骤:
[0157] (1)接收上述火灾处理机器人400发送的火灾处理机器人400所在位置信息和上述 灭火机构采集到的火灾检测图像;
[0158] (2)控制上述电梯停止运行,并控制上述报警器报警;
[0159] (3)根据预存的火灾检测区域与位置信息的对应关系表以及上述火灾处理机器人 所在位置信息,确定上述火灾处理机器人所在的火灾检测区域的标识;其中,火灾检测区域 与位置信息的对应关系表记录有各火灾检测区域的标识与位置信息的对应关系;
[0160] ⑷根据上述火灾处理机器人所在的火灾检测区域的标识,生成火灾告警信息,并 控制供电系统停止对火灾处理机器人所在火灾检测区域的电路电线进行供电;
[0161] (5)将生成的上述火灾告警信息发送到上述显示装置,使得上述显示装置对火灾 告警信息进行展示,以让上述建筑物内的人群离开建筑物。
[0162] 在上述步骤(2)中,控制上述电梯停止运行的目的在于:防止撤离的人群通过运行 的电梯撤离而造成人身危险。
[0163] 在上述步骤⑷中,停止供电系统对火灾处理机器人所在火灾检测区域的电路电 线进行供电,可以避免火灾点燃火灾检测区域的电路和电线,降低火灾的损害。
[0164] 上述电路电线,包括但不限于:照明电路、220V市电接口以及电话线路。
[0165] 通过以上的描述可以看出,通过设置火情服务器对建筑物内发生的火灾进行即时 通告,使建筑物内的人群尽快撤离,保证了生命安全。
[0166] 以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵 盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1. 一种火灾处理机器人,设置在建筑物内,其特征在于,包括: 机器人本体、行走机构、灭火机构和控制机构;所述行走机构安装在所述机器人本体底 部,所述控制机构安装在所述机器人本体内部,所述灭火机构安装在所述机器人本体顶部; 所述机器人本体内部还设置有灭火材料容器,所述灭火材料容器与所述灭火机构连 接; 所述行走机构,包括履带架及行走电机,履带架上设置有驱动轮、导向轮、若干个支撑 轮以及履带;所述驱动轮包括左驱动轮和右驱动轮;所述行走电机用于驱动左驱动轮和右 驱动轮转动;所述导向轮具有驱动功能,包括左导向轮和右导向轮;所述左导向轮和所述右 导向轮分别在所述行走电机驱动下转动;所述行走机构的履带架上设置有导向轮张紧器, 所述导向轮设置所述导向轮张紧器上; 所述控制机构包括:控制模块、无线信号收发模块和定位模块;所述控制模块,分别与 所述无线信号收发模块、所述行走机构、所述定位模块和所述灭火机构连接; 所述控制模块根据采集到的火灾检测图像确定有火灾出现时,控制所述火灾处理机器 人进行灭火操作; 所述无线信号收发模块,用于根据所述控制模块的控制,使所述火灾处理机器人与外 界进行交互; 所述定位模块,设置在所述机器人本体外部,用于向所述控制模块反馈所述火灾处理 机器人所在位置信息; 所述灭火机构包括:温度传感器、烟雾传感器、升降旋转平台、灭火装置和图像采集装 置;所述温度传感器、所述烟雾传感器、所述灭火装置和所述图像采集装置均设置在所述升 降旋转平台上,并分别与所述控制模块连接; 所述温度传感器,用于对所述火灾处理机器人所在区域的温度进行检测; 所述烟雾传感器,用于对所述火灾处理机器人所在区域的烟雾进行检测; 所述灭火装置,用于对出现的火情进行灭火操作; 所述图像采集装置,具有测量与拍摄物体距离功能,用于采集建筑物的火灾检测图像, 并将采集到的火灾检测图像发送到所述控制模块,使所述控制模块对所述火灾检测图像进 行处理。
2. 根据权利要求1所述的火灾处理机器人,其特征在于,所述灭火机构,还包括:第一旋 转电机、第二旋转电机和升降电机;所述第一旋转电机、所述第二旋转电机和所述升降电机 分别与所述控制模块连接; 所述第一旋转电机和所述升降电机设置在所述升降旋转平台底部,用于控制所述升降 旋转平台进行旋转升降; 所述灭火装置包括:水炮和与所述水炮并排设置的粉末炮,所述水炮和所述粉末炮在 所述升降旋转平台内侧的一端分别通过软管与所述灭火材料容器中的水箱和灭火粉末箱 连接,在所述升降旋转平台外侧一端分别设置有射水孔和灭火粉末发射孔,用于对发生火 情的区域发射水和灭火粉末; 所述第二旋转电机设置在所述升降旋转平台内,通过转轴与所述水炮和所述粉末炮连 接,用于控制所述水炮和所述粉末炮在灭火操作的过程中俯仰,调节所述水炮和所述粉末 炮的发射角度; 所述温度传感器、所述烟雾传感器、所述图像采集装置均设置在所述灭火装置上,随着 所述灭火装置的旋转升降而被旋转升降; 所述无线信号收发模块设置在所述升降旋转平台顶部。
3. 根据权利要求1所述的火灾处理机器人,其特征在于,在检测建筑物内火情的过程 中,所述控制模块具体用于: 获取当前的时间ί目息; 当根据获取到的所述时间信息确定距离上一次进行火灾检测的时长达到预设的时间 长度时,根据预存的火灾检测位置信息,控制所述行走机构移动,使所述火灾处理机器人移 动到预设的火灾检测区域; 获取移动所述行走机构移动时的移动位置信息,并将所述移动位置信息与所述火灾检 测位置信息进行对比,得到对比结果;其中,所述对比结果包括相同和不相同;对比结果相 同说明所述火灾处理机器人移动到所述火灾检测区域,对比结果不相同说明所述火灾处理 机器人未移动到火灾检测区域; 当对比结果相同时,确定所述火灾处理机器人移动到所述火灾检测区域; 进行所述火灾检测区域的火灾检测。
4. 根据权利要求3所述的火灾处理机器人,其特征在于,所述控制模块进行所述火灾检 测区域的火灾检测,包括: 通过所述温度传感器采集所述火灾检测区域的温度数据; 通过所述烟雾传感器采集所述火灾检测区域的烟雾数据; 当确定所述温度数据大于预设的温度阈值或者所述烟雾数据大于预设的烟雾浓度阈 值时,向所述图像采集装置发送火灾检测图像获取指令,使得所述图像采集装置获取所述 火灾检测区域的火灾检测图像; 获取所述图像采集装置发送的火灾检测图像; 查询出预存的火灾图像; 将所述火灾检测图像分别划分为多个图像区域; 从多个所述图像区域中,分别选择k个图像区域进行拼接,得到多个检测子图像,其中, 多个所述图像区域由所述火灾检测图像自上而下平均划分得到,
Figure CN106955443AC00031
表示所述火灾检测图像划分的图像区域 数量; 对得到的所述多个检测子图像以及所述火灾图像进行深度学习,得到所述火灾检测图 像和所述火灾图像的特征差值图; 对得到的所述特征差值图进行深度学习,得到所述火灾检测图像和所述火灾图像的对 比结果,所述对比结果包括相似和不相似; 当得到所述火灾检测图像和所述火灾图像相似的对比结果时,确定所述火灾检测区域 发生火灾,并控制所述灭火装置对所述火灾检测区域进行灭火操作。
5. 根据权利要求4所述的火灾处理机器人,其特征在于,所述控制模块对得到的所述多 个检测子图像以及所述火灾图像进行深度学习,得到所述火灾检测图像和所述火灾图像的 特征差值图,包括: 对多个所述检测子图像和所述火灾图像进行深度学习,得到多个第一火灾图像特征图 和第二火灾图像特征图; 以预设的像素点坐标集合中存储的各像素点坐标为特征值区域中心,按照预设的特征 值区域尺寸,分别将当前第一火灾图像特征图和所述第二火灾图像特征图划分为多个第一 特征值区域和多个第二特征值区域; 从所述多个第一特征值区域和所述多个第二特征值区域中分别获取特征最大值; 计算分别从具有相同特征值区域中心的第一特征值区域和第二特征值区域中获取的 特征最大值的差,得到多个特征差值; 以所述多个特征差值为像素值,按照预设的特征差值图尺寸,生成所述当前第一火灾 图像特征图和第二火灾图像特征图的特征差值图。
6. 根据权利要求5所述的火灾处理机器人,其特征在于,所述控制模块对多个所述检测 子图像和所述火灾图像进行深度学习,得到多个第一火灾图像特征图和第二火灾图像特征 图,包括: 通过第一自卷积神经网络对得到的检测子图像进行深度学习,得到多个所述第一火灾 图像特征图; 通过第二自卷积神经网络对从图像库中选择的任一火灾图像进行深度学习,得到所述 第二火灾图像特征图,其中,所述第二自卷积神经网络和所述第一自卷积神经网络的结构 相同。
7. 根据权利要求4所述的火灾处理机器人,其特征在于,所述控制模块对得到的所述特 征差值图进行深度学习,得到所述火灾检测图像和所述火灾图像的对比结果,包括: 对得到的每个特征差值图进行深度学习,得到每个所述特征差值图对应的检测子图像 与所述火灾图像的相似参数; 确定最大的相似参数作为所述火灾检测图像和所述火灾图像的相似度; 当所述相似度大于等于设定的相似度阈值时,得到所述火灾检测图像和所述火灾图像 相似的对比结果。
8. 根据权利要求4所述的火灾处理机器人,其特征在于,所述控制模块控制所述灭火装 置对所述火灾检测区域进行灭火操作,包括: 向所述灭火装置发出灭火指令,使得火灾处理机器人行走到发生火情的区域的同时, 控制所述图像采集装置采集发生火情的区域的火情图像,并通过所述温度传感器采集火情 温度数据; 获取所述图像采集装置采集到的所述火情图像和所述火情温度数据; 通过所述无线信号收发模块向外部发出火灾处理机器人所在位置信息和所述火情图 像; 当确定所述火情图像中显示的火焰面积小于等于预设的面积阈值且确定采集到的火 情温度数据小于等于预设的温度阈值时,向所述火灾处理机器人发送水炮发射指令,控制 所述水炮发射; 当确定所述火情图像中显示的火焰面积大于预设的面积阈值和/或确定采集到的火情 温度数据大于预设的温度阈值时,向所述火灾处理机器人发送粉末炮发射指令,控制所述 粉末炮发射。
9. 根据权利要求8所述的火灾处理机器人,其特征在于,在当确定所述火情图像中显示 的火焰面积小于等于预设的面积阈值且确定采集到的火情温度数据小于等于预设的温度 阈值时,向所述火灾处理机器人发送水炮发射指令,控制所述水炮发射之前,所述控制模块 还用于: 从火情图像中获取图像属性信息,所述图像属性信息中记录有拍摄距离; 根据图像属性信息中记录的拍摄距离,从预设的拍摄距离列表中确定所述拍摄距离下 的火焰面积的面积阈值;其中,所述拍摄距离,表示获取火情图像时,所述图像采集装置与 火焰之间的距离; 计算所述火情图像中火焰面积; 对比计算得到的所述火情图像中火焰面积与预设的面积阈值的大小。
10. —种火灾处理系统,其特征在于,包括:权利要求1-9任一项所述的火灾处理机器人 和与所述火灾处理机器人交互的火情服务器;所述火情服务器,与建筑物内安装的电梯、报 警器、显示装置和供电系统连接; 所述火灾处理机器人,用于获取火灾检测图像,并在根据所述火灾检测图像确定有火 灾时,向所述火情服务器发送火灾处理机器人所在位置信息和采集到的火灾检测图像,并 在根据采集到的火灾检测图像确定有火灾出现时进行灭火操作; 所述火情服务器,具体用于: 接收所述火灾处理机器人发送的火灾处理机器人所在位置信息和所述灭火机构采集 到的火灾检测图像; 控制所述电梯停止运行,并控制所述报警器报警; 根据预存的火灾检测区域与位置信息的对应关系表以及所述火灾处理机器人所在位 置信息,确定所述火灾处理机器人所在的火灾检测区域的标识;其中,火灾检测区域与位置 信息的对应关系表记录有各火灾检测区域的标识与位置信息的对应关系; 根据所述火灾处理机器人所在的火灾检测区域的标识,生成火灾告警信息,并控制上 述供电系统停止对火灾处理机器人所在火灾检测区域的电路电线进行供电; 将生成的所述火灾告警信息发送到所述显示装置,使得所述显示装置对火灾告警信息 进行展示,以让所述建筑物内的人群离开建筑物。
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