CN109377709A - 智能家用烟感机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供的智能家用烟感机器人包括移动装置、烟雾检测模块、处理器模块、报警模块、信号传输模块和控制模块；烟雾检测模块包括烟火图像探测单元和烟雾探测单元；烟火图像探测单元包括依次连接的CCD摄像头、烟火识别单元和信号发送单元；烟火识别单元用于对现场的图像信息进行图像特征提取后，再对所提取的图像特征进行处理和分析，判断其是否符合烟火特征；烟雾探测单元用于在检测到烟雾浓度超过阈值时发送报警信息至信号传输模块；处理器模块用于分析处理报警信息，执行发送报警信号给信号传输模块或者控制移动装置驱动机器人靠近火源并触发烟雾检测模块。本发明能及时、有效、准确地检测到火情并报警，从而保证居家和家人的生命和财产安全。

Description

智能家用烟感机器人

技术领域

本发明涉及智能机器人领域，具体涉及智能家用烟感机器人。

背景技术

火灾是现代社会造成人民生命和财产损失的重要灾害，火灾报警的及时、准确及处置得当能够极大降低火灾造成损失。因此，事前及时准确报警、事中有效指挥处置及事后可靠追溯补救成为消防现实斗争的基本需求。传统小区域集中报警为特点的火灾自动预警系统(FAS)也应运而生。传统FAS中烟雾感应器产品大多采用多线制和总线制连接(采用两条或多条铜芯电缆相连)，安装成本高，施工维护复杂，线路故障率高，在人工介入环节容易迟报、漏报和误报等现象，系统可靠性、维护性、适应性和系统扩展性偏低，严重制约消防自动化信息化水平的提升。

而家用的烟感机器人，不但安装成本几乎为零，而且维护成本低。对于普通群众来说也是容易使用，接受度高。大大提升消防自动化信息化水平。进一步的，使用家用的烟感机器人，相较于小区大范围的火灾检测系统，由于更具针对性，从而能更及时、准确得对居家住所的火灾进行预警，更好得把握救灾时机。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种智能家用烟感机器人，实现更精准、更及时、更全面地对家庭火灾进行防范和预警。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种智能家用烟感机器人，其特征在于，包括移动装置、烟雾检测模块、处理器模块、报警模块、信号传输模块和控制模块；报警模块、控制模块、信号传输模块分别与处理器模块连接，信号传输模块和烟雾检测模块连接，控制模块和移动装置连接；

所述移动模块，用于在所述控制模块的控制下驱动所述机器人移动；

所述烟雾检测模块包括相连接的烟火图像探测单元和烟雾探测单元；

所述烟火图像探测单元包括依次连接的CCD摄像头、烟火识别单元和信号发送单元；所述CCD摄像头用于摄取机器人所在现场的视频信息，并将其捕捉为图像信息后发送至烟火识别单元；所述烟火识别单元用于对接收到的图像信息进行图像特征提取后，再对所提取的图像特征进行处理和分析，判断其是否符合烟火特征，若是，则通过信号发送单元发送报警信息至信号传输模块；

所述烟雾探测单元包括烟雾传感器及与其连接的相应外围电路，用于在检测到烟雾浓度超过阈值时发送报警信息至信号传输模块；

所述信号传输模块，用于接收烟雾检测模块发送过来的报警信息后转发给处理器模块；

所述处理器模块，用于对接收到的报警信息进行分析和处理，依据分析和处理结果执行发送报警信号给信号传输模块或者发送确认指令给控制模块以控制移动装置驱动机器人靠近火源并触发烟雾检测模块。

本发明的有益效果在于：可灵活移动的智能家用烟感机器人，具备巡检功能；在巡检过程中，能够通过烟雾检测模块中的烟火图像探测单元，结合光学技术和图像特征处理技术地对所摄取的视频图像分别进行烟和火的探测，高效且准确地获取是否存在火灾隐患的检测结果；也能通过烟雾探测单元在烟雾浓度达到阈值时快速报警；基于上述的烟雾检测模块，能确保在火灾发生的第一时间被检测到并及时报警，为及时消除火灾隐患提供技术支持，更好的保证人们的居家安全。

附图说明

图1为本发明提供的一种智能家用烟感机器人的结构组成示意图；

图2为本发明的实施例二中报警模块的结构组成示意图。

标号说明：

1、移动装置；2、烟雾检测模块；3、处理器模块；4、报警模块；

5、信号传输模块；6、控制模块；

21、烟火图像探测单元；22、烟雾探测单元；

211、CCD摄像头；212、烟火识别单元；213、信号发送单元；

41、声光报警单元；42、远程报警单元。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本发明最关键的构思在于：能在移动巡检过程中基于光学技术和图像特征处理技术地对所摄取的视频图像分别进行烟和火的探测，高效且准确地获取是否存在火灾隐患的检测结果；也能在烟雾浓度达到阈值时快速报警。

请参照图1，本发明提供一种智能家用烟感机器人，包括移动装置、烟雾检测模块、处理器模块、报警模块、信号传输模块和控制模块；报警模块、控制模块、信号传输模块分别与处理器模块连接，信号传输模块和烟雾检测模块连接，控制模块和移动装置连接；

所述移动模块，用于在所述控制模块的控制下驱动所述机器人移动；

所述烟雾检测模块包括相连接的烟火图像探测单元和烟雾探测单元；

所述烟火图像探测单元包括依次连接的CCD摄像头、烟火识别单元和信号发送单元；所述CCD摄像头用于摄取机器人所在现场的视频信息，并将其捕捉为图像信息后发送至烟火识别单元；所述烟火识别单元用于对接收到的图像信息进行图像特征提取后，再对所提取的图像特征进行处理和分析，判断其是否符合烟火特征，若是，则通过信号发送单元发送报警信息至信号传输模块；

所述烟雾探测单元包括烟雾传感器及与其连接的相应外围电路，用于在检测到烟雾浓度超过阈值时发送报警信息至信号传输模块；

所述信号传输模块，用于接收烟雾检测模块发送过来的报警信息后转发给处理器模块；

所述处理器模块，用于对接收到的报警信息进行分析和处理，依据分析和处理结果执行发送报警信号给信号传输模块或者发送确认指令给控制模块以控制移动装置驱动机器人靠近火源并触发烟雾检测模块。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：既能实现巡检，又能高效且准确的识别烟火；进一步的，还具备烟雾快速报警功能；再进一步的，还具备火源确认功能。本发明能及时、有效、准确地检测到火情并报警，从而保证居家和家人的生命和财产安全。

进一步的，所述烟火识别单元，具体用于执行包括：

转换图像信息到HIS颜色体系；

对转换后的图像信息进行图像特征提取，获取其中烟的主要特征；

对所述烟的主要特征进行包括颜色、扩散性和不规则性的多特征融合处理，得到是否符合烟雾特征的判断结果，若是，则通过信号发送单元发送报警信息至信号传输模块。

由上述描述可知，能通过烟火识别单元基于烟的主要特征具有针对性的对烟雾进行检测，检测结果更准确。

进一步的，所述烟火识别单元，在执行所述转换图像信息到HIS颜色体系步骤之后，还包括：

对转换后的图像信息进行图像特征提取，获取其中火的主要特征；

对所述火的主要特征进行包括颜色、圆形度、尖峰数和闪烁频率的多特征融合处理，得到是否符合火焰特征的判断结果，若是，则通过信号发送单元发送报警信息至信号传输模块。

由上述描述可知，能通过烟火识别单元针对性的依据烟火的特征高效且准确的判断确定是否存在火焰，即使发现货源。

进一步的，所述报警模块包括GMS单元；

所述GMS单元用于在处理器模块的触发下向预设的通讯号码发送报警提示。

由上述描述可知，能在确定存在火情时及时的通过指定终端向用户报警提示，便于及时地采取措施解决火情。

进一步的，所述报警模块还包括声光报警单元和远程报警单元；所述远程报警单元与远程的报警系统无线连接；

所述声光报警单元用于在处理器模块的触发下启动声光报警提示；

所述远程报警单元用于在处理器模块的触发下发送包括地址、时间、报警级别和现场视频的警情至远程的报警系统。

由上述描述可知，同时提供多种报警传递方式，确保火情能得到及时处理。特别是还能在必要时远程上报报警系统，启动专业救灾行动，尽可能降低损失。

实施例一

请参照图1，本实施例提供一种智能家用烟感机器人，包括移动装置1、烟雾检测模块2、处理器模块3、报警模块4、信号传输模块5和控制模块6；报警模块4、控制模块6、信号传输模块5分别与处理器模块3连接，信号传输模块5和烟雾检测模块2连接，控制模块6和移动装置1连接；

具体的，所述移动模块1，用于在所述控制模块的控制下驱动所述机器人移动。优选的，所述移动模块1包括驱动电机和控制器(图中未示出)；所述控制器分别与所述控制模块和驱动电机连接；优选的，所述驱动电机为伺服电机。

所述烟雾检测模块2包括相连接的烟火图像探测单元21和烟雾探测单元22。所述信号传输模块5，用于接收烟雾检测模块发送过来的报警信息后转发给处理器模块；所述处理器模块3，用于对接收到的报警信息进行分析和处理，依据分析和处理结果执行发送报警信号给信号传输模块或者发送确认指令给控制模块以控制移动装置驱动机器人靠近火源并触发烟雾检测模块，重新对火源进行烟雾探测，确认是否真实存在火情，从而提高报警准确度。

其中，所述烟雾探测单元22包括烟雾传感器221及与其连接的相应外围电路222，用于在检测到烟雾浓度超过阈值时发送报警信息至信号传输模块。烟雾探测单元能直接以烟雾浓度为依据时间快速报警，确保能够第一时间对灾情进行反应。

其中，所述烟火图像探测单元21包括依次连接的CCD摄像头211、烟火识别单元212和信号发送单元213；所述CCD摄像头211用于摄取机器人所在现场的视频信息，并将其捕捉为图像信息后发送至烟火识别单元212；优选的，可以通过图像采集卡捕捉为图像信息。所述烟火识别单元212用于对接收到的图像信息进行图像特征提取后，再对所提取的图像特征进行处理和分析，判断其是否符合烟火特征，若是，则通过信号发送单元213发送报警信息至信号传输模块。

在一具体实施方式中，所述烟火识别单元212，具体用于执行包括：

1、转换图像信息到HIS颜色体系；

2、对转换后的图像信息进行图像特征提取，获取其中烟的主要特征；

3、对所述烟的主要特征进行包括颜色、扩散性和不规则性的多特征融合处理，得到是否符合烟雾特征的判断结果，若是，则通过信号发送单元发送报警信息至信号传输模块。

烟火图像探测单元21针对只有烟雾产生时的三个不同阶段(依次为初始形成阶段、积累扩散阶段和逐步散去阶段)的特征进行分析和处理，以准确、高效地识别出烟雾的存在。

进一步的，上述烟火识别单元212还可以包括针对只有火灾火焰产生时的三个不同阶段(依次为着火阶段、扩散燃烧阶段和火焰逐渐熄灭阶段)的特征进行分析和处理，以准确、高效地识别出火焰的存在。

具体的，所述烟火识别单元212，在执行所述转换图像信息到HIS颜色体系步骤之后，还包括：

对转换后的图像信息进行图像特征提取，获取其中火的主要特征；

对所述火的主要特征进行包括颜色、圆形度、尖峰数和闪烁频率的多特征融合处理，得到是否符合火焰特征的判断结果，若是，则通过信号发送单元发送报警信息至信号传输模块。

在优选的具体实施方式中，所述烟火识别单元同时具备上述烟雾和火焰的识别功能，即可以同时执行上述针对烟雾的识别步骤和针对火焰的识别步骤，以实现当火灾火焰和烟雾同时存在和发送时，能及时确定烟火的发生并发出警报。

上述烟火图像探测单元能够高精度的对烟雾和火焰进行探测，确保警情的准确性。

本实施例的智能家用烟感机器人，可以随处移动巡查，优选可以预先设定最优可能发生火灾的位置(如厨房)进行定时定点重点巡查。在存在火源的情况下，若烟雾浓度达到阈值，将由烟雾探测单元火速触发警报；若烟雾浓度还未达到阈值，但确实存在烟雾，或者存在火焰，则可以通过烟火图像探测单元准确且高效得出探测结果，并及时触发警报；并能够通过处理器模块控制机器人移动到指定位置(更靠近火源的位置)确认火情是否真实存在，以最大限度的确保探测结果的准确性，避免误报。

实施例二

本实施例在实施例一的基础上做进一步的扩展，相同之处不再复述，区别之处在于：

如图2所示，所述智能家用烟感机器人中的报警模块4包括GMS单元41、声光报警单元42和远程报警单元43；所述GMS单元41、声光报警单元42和远程报警单元43分别与处理器模块3连接。

具体的，所述GMS单元41用于在处理器模块的触发下向预设的通讯号码发送报警提示。可选的，所述GMS单元41包括SIM单元及相应外围电路(图中未示出)，可预先设定机组报警手机号码，并支持修改；在GMS单元接收41到处理器模块发送过来的报警指令后，向上述预设的通讯号码发送报警提示短信。

所述声光报警单元42用于在处理器模块的触发下启动声光报警提示，所述声光报警提示包括声音报警和醒目灯光闪烁报警。

所述远程报警单元43用于在处理器模块的触发下发送包括地址、时间、报警级别和现场视频的警情至远程的报警系统。优选的，可预设机器人所在居所的地址；在处理器模块触发远程报警指令的情况下，远程报警单元获取包括居所地址、当前时间、处理器模块依据烟雾检测模块确定的报警级别(针对不同的火情预设不同报警级别，优选的，远程报警的触发条件对应较高级别的报警级别)以及烟火图像探测单元获取的现场视频的警情发送至远程的报警系统，如119消防局，以便在发生较大火灾情况时能自动、及时的获取消防部门的支持，尽快消灭火情。

综上所述，本发明提供的智能家用烟感机器人，不仅具备巡检功能；而且能高效且准确的识别烟火；进一步的，还具备烟雾快速报警功能；再进一步的，还具备火源确认功能，精确定位火源位置；更多的，还同时具备多种报警途径，确保能在第一时间使相关人员了解火情。总而言之，本发明能及时、有效、准确地检测到火情并报警，从而保证居家和家人的生命和财产安全。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种智能家用烟感机器人，其特征在于，包括移动装置、烟雾检测模块、处理器模块、报警模块、信号传输模块和控制模块；报警模块、控制模块、信号传输模块分别与处理器模块连接，信号传输模块和烟雾检测模块连接，控制模块和移动装置连接；

所述移动模块，用于在所述控制模块的控制下驱动所述机器人移动；

所述烟雾检测模块包括相连接的烟火图像探测单元和烟雾探测单元；

所述烟火图像探测单元包括依次连接的CCD摄像头、烟火识别单元和信号发送单元；所述CCD摄像头用于摄取机器人所在现场的视频信息，并将其捕捉为图像信息后发送至烟火识别单元；所述烟火识别单元用于对接收到的图像信息进行图像特征提取后，再对所提取的图像特征进行处理和分析，判断其是否符合烟火特征，若是，则通过信号发送单元发送报警信息至信号传输模块；

所述烟雾探测单元包括烟雾传感器及与其连接的相应外围电路，用于在检测到烟雾浓度超过阈值时发送报警信息至信号传输模块；

所述信号传输模块，用于接收烟雾检测模块发送过来的报警信息后转发给处理器模块；

所述处理器模块，用于对接收到的报警信息进行分析和处理，依据分析和处理结果执行发送报警信号给信号传输模块或者发送确认指令给控制模块以控制移动装置驱动机器人靠近火源并触发烟雾检测模块。

2.如权利要求1所述的一种智能家用烟感机器人，其特征在于，所述烟火识别单元，具体用于执行包括：

转换图像信息到HIS颜色体系；

对转换后的图像信息进行图像特征提取，获取其中烟的主要特征；

对所述烟的主要特征进行包括颜色、扩散性和不规则性的多特征融合处理，得到是否符合烟雾特征的判断结果，若是，则通过信号发送单元发送报警信息至信号传输模块。

3.如权利要求2所述的一种智能家用烟感机器人，其特征在于，所述烟火识别单元，在执行所述转换图像信息到HIS颜色体系步骤之后，还包括：

对转换后的图像信息进行图像特征提取，获取其中火的主要特征；

对所述火的主要特征进行包括颜色、圆形度、尖峰数和闪烁频率的多特征融合处理，得到是否符合火焰特征的判断结果，若是，则通过信号发送单元发送报警信息至信号传输模块。

4.如权利要求1所述的一种智能家用烟感机器人，其特征在于，所述报警模块包括GMS单元；

所述GMS单元用于在处理器模块的触发下向预设的通讯号码发送报警提示。

5.如权利要求4所述的一种智能家用烟感机器人，其特征在于，所述报警模块还包括声光报警单元和远程报警单元；所述远程报警单元与远程的报警系统无线连接；

所述声光报警单元用于在处理器模块的触发下启动声光报警提示；

所述远程报警单元用于在处理器模块的触发下发送包括地址、时间、报警级别和现场视频的警情至远程的报警系统。