CN107894739A - 一种厂房全向移动消防监测机器人的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的厂房全向移动消防监测机器人控制方法，能够自主的规划丼，定时巡逻，实现对厂房内部电气设备的工作状态进行判断与甄别，并且对于未知环境可以利用遥控模式进行地图扫描，自行生成地图，能够在判断出设备工作状态以及设备故障时，及时发出警报，并上传准确的现场情况以及图片信息，供工作人员排出故障，并可实现自动充电，可长时间在厂房内自主运行。

Description

一种厂房全向移动消防监测机器人的控制方法

技术领域

本发明涉及对于厂房内电气设备工作状态，以及消防隐患进行实时监测机器人的控制方法，尤其是涉及机器人自动路径规划以及对电气设备工作状态判断的机器人控制方法。

背景技术

常规的消防监测系统主要采用两种方案：一是采用烟雾传感器进行监测，其优点是成本低，安装简单；缺点是不适合在大型开放式空间使用，且易受监测环境中灰尘、蒸汽、光源、振动等多种因素的影响，需定期清洗和维护。二是基于视频图像处理技术的火灾检测，其优点是根据火焰和烟雾的图像特性，运用数字图像处理技术和模式识别技术，解决特殊场所的火灾探测难题，可靠性强、智能化高；缺点是多路视频传输需耗费较大带宽，一般采用有线方式通信布缆工艺复杂，工程造价高。

发明内容

本发明主要改善传统消防监测系统中受环境因素影响大、容易误报，存在监控死角、造价高、工艺复杂等技术问题。提出了一套可智能化，受环影响小、适应性强的厂房消防监测机器人的控制方法。

为实现上述目的，本发明公开了如下技术方案：

一种厂房全向移动消防监测机器人的控制方法，包括如下步骤：

S101启动机器人，进入步骤S102；

S102各系统参数初始化，令n＝1，Nmax＝Maxsize，进入步骤S103；

其中，n为当前要巡逻的贴标点数，n＝1，表示当前要向第一个贴标点巡逻，Nmax为当前厂房内最后一个贴标点编号，Maxsize为当前厂房内总贴标点数，Nmax＝Maxsize表示将当前厂房内贴标点总数作为最后贴标点编号；

S103开始巡逻，进入S104；

S104规划到第n个贴标点的路径，进入S105；

S105移动到第n个贴标点，图像采集模块识别贴标信息，温度监测模块检测温度；

S106测量温度是否处于额定工作温度范围内，判断为是则执行S107，判断为否则执行S108；

S107设备处于正常工作状态，记录设备编号、温度、工作状态，令n＝n+1，执行至S102，继续下一贴标点巡逻；

S108判断测量温度是否高于额定温度，否则执行S109，是则执行S110；

S109设备处于空闲状态未工作，记录设备编号、温度、工作状态，令n＝n+1执行至S102，继续下一贴标点巡逻；

S110判断测量温度是否远高于额定工作温度，判断为是则执行S111，判断为否则执行S112；

S111设备处于严重故障状态，立即响起警报，拍摄设备当前照片，记录设备编号、当前机器人坐标位置、不间断的发送报警信息，以及现场图片，进入步骤S113；

S112设备处于非正常工作状态，记录设备编号、温度、拍摄拍摄照片，做提示并上传，进入步骤S113；

S113令n＝n+1，进入步骤S102，继续下一贴标点巡逻。

前述的一种厂房全向移动消防监测机器人的控制方法，在步骤S102和S103之间还设有如下步骤：

判断是否已存在地图，若未存在已有地图则启动遥控模式，人工扫描当前环境，生成地图，进入步骤S103；

若已有地图则执行S103。

前述的一种厂房全向移动消防监测机器人的控制方法，在步骤S102和S103之间还设有如下步骤：

判断n是否小于或等于Nmax，若判断n不小于或等于Nmax则返回充电桩充电；

判断机器人是否巡逻完厂房内最后一个贴标点，n大于Nmax,表示机器人已巡逻完厂房内最后一个巡逻点；n小于或等于Nmax表示机器人以在厂房内未巡逻最后一个贴标点，或正在对最后一个贴标点进行检测；

判断n小于Nmax则执行S103；

判断电量是否充满，判断为否则返回充电桩充电，判断为是则令n＝1，进入步骤S102。

本发明公开的一种厂房全向移动消防监测机器人的控制方法，具有以下有益效果：

本发明的控制方法，能利用机器人自身的各类传感器探头实现对厂房机器的工作状态、温度等一系列情况予以评判并上报不良状态信息，极大的降低了厂房的安全隐患。同时本申请还可通过人工遥控用以生成环境地图，将位置环境地图存储至存储器，变为已知环境，再次进入时以实现自动巡逻。还可在发生安全隐患时人员无法进入，与图像采集模块相结合，采集现成图形，有效避免了发生安全隐患时不必要的人员伤亡。

本发明机器人采用蓄电池供电，续航能力成为机器人能否长期工作的一大难题，本方案计划采用机器人自动充电系统解决续航问题。自动充电系统分为充电桩与机器人自身充电电极两部分，在巡逻结束时机器人会根据充电桩坐标移动至充电桩处自行完成充电，充电结束后并且到达巡逻时间，机器人会自行启动开始巡逻监测。

附图说明

图1是本发明涉及的机器人的结构框图，

图2是本发明的流程示意图。

具体实施方式

下面将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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

本发明的核心是改善传统消防监测系统中受环境因素影响大、容易误报，存在监控死角、造价高、工艺复杂等技术问题。提出了一套可智能化，受环影响小、适应性强的厂房消防监测机器人的控制方法。

请参见图1。本发明的硬件组成包括全向移动的底盘系统，有效的消除了监控死角，路径规划算法减少行驶时间，使巡逻时间大幅缩短，监测效率大幅上升。所搭载的温度监测系统可以准确的采集设备具体部件温度，与额定工作温度做比较，判断设备工作状态，进行数据记录、安全提示或紧急警报。系统定期对所采集数据进行分析处理，辅以人工协助，可有效减少系统的误判率，增加系统稳定性。所搭载视觉处理模块可实时记录当前设备环境情况，在发现火灾隐患或发生火灾时可提供有效的现场图片，方便相关人员及时处理火情或快速消除火灾隐患。搭载自我保护系统可实时监测环境温度，避免因环境温度过高而使自身发生损坏，提高了系统运行稳定性。所搭载的遥控模块可在未知环境内或紧急情况时靠人工遥控，扫描当前环境地形生成地图或采集当前环境内图像。

其中驱动底盘系统采用全向轮移动算法，可以实现在平面上任意方向的移动，并且搭载全场定位系统，可以在厂房内部时刻确定自身当前位置，在厂房内发生火灾或者标签受损时仍可准确确定隐患发生位置。

温度监测模块可以与视觉采集模块相结合对电气设备所贴标签进行扫描，并且对电气设备进行温度检测，将测量温度与电气设备额定温度进行比较判断其工作状态，工作状态划分为：正常工作状态、不正常工作状态、严重故障状态，对于以上工作状态机器人会自动选择，记录设备编号、温度、工作状态、现成图片、设备坐标，反应与记录、提示、应急警报用以处理设备安全隐患。

视觉采集模块用以记录设备图像以及设备周围环境，为发生安全隐患时相关人员处理提供准确的现场情况，为有效的处理安全隐患提供准确的现成依据。

通讯模块作为机器人与本地PC端信息传递的关键，与视觉采集模块、温度监测模块相结合。应具有一定储存功能，采用即使发送与延时发送相结合，针对可能会引发安全隐患的严重故障采用即时发送模式，并将储存在内部的故障信息及图片循环发生至PC端；发现设备的不正常运行以及设备空闲未运行时，采用延时发送，先暂时将其信息记录下来，当系统空闲时将所储存信息发送至PC端，供系统做信息处理以及等待相关人员处理。

警报系统分为本地警报与PC端警报两部分，主要作用于发现严重故障时本地警报，以及发送信号到PC端不间断警报及直至相关人员处理。

自我保护系统用于监测机器人巡逻时周围的环境温度，当机器人周围环境温度高于自身安全温度时，机器人会根据是否需要拍摄现场图片，选择在保证自身情况下拍摄现成图片并传送给接收端，或者立即离开危险区域。此模块保证了机器人长期运行，以及机器人巡逻监测时的稳定性。

遥控模块适用于在未知环境巡逻时，人工遥控用以生成环境地图。

见图2，本发明公开的一种厂房全向移动消防监测机器人的控制方法，包括如下步骤：

S101启动机器人，进入步骤S102；

S102各系统参数初始化，令n＝1，Nmax＝Maxsize，进入步骤S103；

其中，n为当前要巡逻的贴标点数，n＝1，表示当前要向第一个贴标点巡逻，Nmax为当前厂房内最后一个贴标点编号，Maxsize为当前厂房内总贴标点数，Nmax＝Maxsize表示将当前厂房内贴标点总数作为最后贴标点编号；

S103开始巡逻，进入S104；

S104规划到第n个贴标点的路径，进入S105；

S105移动到第n个贴标点，图像采集模块识别贴标信息，温度监测模块检测温度；

S106测量温度是否处于额定工作温度范围内，判断为是则执行S107，判断为否则执行S108；

S107设备处于正常工作状态，记录设备编号、温度、工作状态，令n＝n+1，执行至S102，继续下一贴标点巡逻；

S108判断测量温度是否高于额定温度，否则执行S109，是则执行S110；

S109设备处于空闲状态未工作，记录设备编号、温度、工作状态，令n＝n+1执行至S102，继续下一贴标点巡逻；

S110判断测量温度是否远高于额定工作温度(测量温度≥(3～4)*额定工作温度)，判断为是则执行S111，判断为否则执行S112；

S111设备处于严重故障状态，立即响起警报，拍摄设备当前照片，记录设备编号、当前机器人坐标位置、不间断的发送报警信息，以及现场图片，进入步骤S113；

S112设备处于非正常工作状态，记录设备编号、温度、拍摄拍摄照片，做提示并上传，进入步骤S113；

S113令n＝n+1，进入步骤S102，继续下一贴标点巡逻。

在本发明的一种实施例中，在步骤S102和S103之间还设有如下步骤：

判断是否已存在地图，若未存在已有地图则启动遥控模式，人工扫描当前环境，生成地图，进入步骤S103；

若已有地图则执行S103。

在本发明的一种实施例中，在步骤S102和S103之间还设有如下步骤：

判断n是否小于或等于Nmax，若判断n不小于或等于Nmax则返回充电桩充电；

判断机器人是否巡逻完厂房内最后一个贴标点，n大于Nmax,表示机器人已巡逻完厂房内最后一个巡逻点；n小于或等于Nmax表示机器人以在厂房内未巡逻最后一个贴标点，或正在对最后一个贴标点进行检测；

判断n小于Nmax则执行S103；

判断电量是否充满，判断为否则返回充电桩充电，判断为是则令n＝1，进入步骤S102。

本发明公开的厂房全向移动消防监测机器人控制方法，能够自主的规划丼，定时巡逻，实现对厂房内部电气设备的工作状态进行判断与甄别，并且对于未知环境可以利用遥控模式进行地图扫描，自行生成地图，能够在判断出设备工作状态以及设备故障时，及时发出警报，并上传准确的现场情况以及图片信息，供工作人员排出故障，并可实现自动充电，可长时间在厂房内自主运行。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，而非对其限制；应当指出，尽管参照上述各实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种厂房全向移动消防监测机器人的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S101启动机器人，进入步骤S102；

S102各系统参数初始化，令n＝1，Nmax＝Maxsize，进入步骤S103；

其中，n为当前要巡逻的贴标点数，n＝1，表示当前要向第一个贴标点巡逻，Nmax为当前厂房内最后一个贴标点编号，Maxsize为当前厂房内总贴标点数，Nmax＝Maxsize表示将当前厂房内贴标点总数作为最后贴标点编号；

S103开始巡逻，进入S104；

S104规划到第n个贴标点的路径，进入S105；

S105移动到第n个贴标点，图像采集模块识别贴标信息，温度监测模块检测温度；

S106测量温度是否处于额定工作温度范围内，判断为是则执行

S107，判断为否则执行S108；

S107设备处于正常工作状态，记录设备编号、温度、工作状态，令n＝n+1，执行至S102，继续下一贴标点巡逻；

S108判断测量温度是否高于额定温度，否则执行S109，是则执行S110；

S109设备处于空闲状态未工作，记录设备编号、温度、工作状态，令n＝n+1执行至S102，继续下一贴标点巡逻；

S110判断测量温度是否远高于额定工作温度，判断为是则执行

S111，判断为否则执行S112；

S111设备处于严重故障状态，立即响起警报，拍摄设备当前照片，记录设备编号、当前机器人坐标位置、不间断的发送报警信息，以及现场图片，进入步骤S113；

S112设备处于非正常工作状态，记录设备编号、温度、拍摄拍摄照片，做提示并上传，进入步骤S113；

S113令n＝n+1，进入步骤S102，继续下一贴标点巡逻。

2.根据权利要求1所述的一种厂房全向移动消防监测机器人的控制方法，其特征在于，在步骤S102和S103之间还设有如下步骤：

判断是否已存在地图，若未存在已有地图则启动遥控模式，人工扫描当前环境，生成地图，进入步骤S103；

若已有地图则执行S103。

3.根据权利要求1所述的一种厂房全向移动消防监测机器人的控制方法，其特征在于，在步骤S102和S103之间还设有如下步骤：

判断n是否小于或等于Nmax，若判断n不小于或等于Nmax则返回充电桩充电；

判断机器人是否巡逻完厂房内最后一个贴标点，n大于Nmax,表示机器人已巡逻完厂房内最后一个巡逻点；n小于或等于Nmax表示机器人以在厂房内未巡逻最后一个贴标点，或正在对最后一个贴标点进行检测；

判断n小于Nmax则执行S103；

判断电量是否充满，判断为否则返回充电桩充电，判断为是则令n＝1，进入步骤S102。