CN110075461A - 一种基于无人机和监测机器人的灭火救援方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及消防技术领域，具体涉及一种基于无人机和监测机器人的灭火救援方法和装置。该灭火救援方法包括以下步骤：在接收到烟雾报警器发送的烟雾报警数据时，实时获取GSP定位器所采集的监测机器人的救援坐标；向控制中心发送携带有救援坐标的救援请求信息，该救援请求信息用于触发控制中心调拨用于投放防毒面罩的搭载有全局红外热像仪的无人机，防毒面罩携带有面罩定位器和面罩红外热像仪，无人机用于通过全局红外热像仪采集并向控制中心实时发送救援坐标所对应区域的全局红外热像图。本发明在环境中的烟雾浓度超标时及时请求调度无人机投放防毒面罩，以便救援被困人员，并通过无人机实时传输红外热像图，以便工作人员实时掌握全局状态。

Description

一种基于无人机和监测机器人的灭火救援方法和装置

技术领域

本发明涉及消防技术领域，具体涉及一种基于无人机和监测机器人的灭火救援方法和装置。

背景技术

目前消防机器人主要实现的功能是灭火的功能，也有很多消防机器人用来对监控区域进行智能巡检，在发生火灾时，及时的进行报警。

授权公告号为CN105096507B的专利申请公开了一种消防机器人视频感知巡查报警装置及巡查报警方法，该方法包括定位标签传感接收器与机器人控制中心电连接，视频采集定位构件和传感信息采集模块与远程控制服务端通信连接，远程控制服务端通过信号指令接收模块与机器人控制中心通信连接，机器人控制中心通过驱动控制中心模块与执行机构电连接，运动定位反馈模块配设在执行机构上，运动定位反馈模块与远程控制服务端通信连接，车体的前部上表面固定有设备安装部，传感信息采集模块固定在设备安装部内，视频采集定位构件包括固定在设备安装部上表面的红外热像仪和固定在机械臂上的视频探头。

发明人在实践中，发现上述现有技术存在以下缺陷：

上述巡检报警方法能够实现报警以及灭火的目的，但是在存在被困人员时，该方法并不能及时有效的采取相应的救援措施。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于无人机和监测机器人的灭火救援方法和装置，所采用的技术方案具体如下：

第一方面，一种基于无人机和监测机器人的灭火救援方法，用于监测机器人，该灭火救援方法包括以下步骤：

在接收到烟雾报警器发送的烟雾报警数据时，实时获取GSP定位器所采集的所述监测机器人的救援坐标；

向控制中心发送携带有所述救援坐标的救援请求信息，该救援请求信息用于触发控制中心调拨用于投放防毒面罩的搭载有全局红外热像仪的无人机，所述防毒面罩携带有面罩定位器和面罩红外热像仪，所述无人机用于通过所述全局红外热像仪采集并向控制中心实时发送所述救援坐标所对应区域的全局红外热像图。

进一步，该灭火救援方法还包括以下步骤：接收红外热像仪实时发送的红外热像图；在所述红外热像图中存在大于预设的火源温度阈值的高温区域时，控制监测机器人进行灭火。

进一步，所述在所述红外热像图中存在符合预设的火源温度阈值的高温区域时，还包括以下步骤：向控制中心发送携带有红外热像图的灭火请求信息，所述灭火请求信息用于触发控制中心根据所述红外热像图判断是否需要增派灭火人员。

第二方面，一种基于无人机和监测机器人的灭火救援方法，用于控制中心，其特征在于，该灭火救援方法包括以下步骤：

接收监测机器人实时发送的携带有救援坐标的救援请求信息，所述救援坐标是所述监测机器人在接收到所述烟雾报警器发送的烟雾报警数据时获取的GSP定位器所采集的所述监测机器人的位置坐标；

根据所述救援请求信息调拨用于投放防毒面罩的搭载有红外热像仪的无人机，所述防毒面罩携带有面罩定位器和面罩红外热像仪；

接收所述无人机所搭载的红外热像仪实时发送的全局红外热像图，所述全局红外热像图是所述救援坐标所对应的区域的热像图。

进一步，该灭火救援方法还包括以下步骤：接收监测机器人发送的携带有红外热像图的灭火请求信息，所述灭火请求信息是监测机器人在接收到的由红外热像仪实时发送的红外热像图中存在符合预设的火源温度阈值的高温区域时所发送的请求信息；根据所述红外热像图判断是否需要增派灭火人员。

第三方面，一种基于监测机器人的灭火救援装置，其特征在于，所述灭火救援装置包括：

烟雾报警单元，用于采集烟雾报警数据；

GPS定位单元，用于实时采集该监测机器人的坐标数据；

通信单元，用于与控制中心通信连接；

处理器，以及

存储器，所述存储器中存储有多个程序模块，多个所述程序模块由所述处理器运行并执行如下步骤：

接收烟雾报警数据；

在接收到所述烟雾报警数据时，将所获取的坐标数据标记为救援坐标；

将携带有所述救援坐标的救援请求信息发送给所述控制中心；其中，所述救援请求信息用于触发所述控制中心调拨用于投放防毒面罩的搭载有全局红外热像仪的无人机，所述防毒面罩携带有面罩定位器和面罩红外热像仪，所述无人机用于通过所述全局红外热像仪采集并向控制中心实时发送所述救援坐标所对应区域的全局红外热像图。

进一步，所述灭火救援装置还包括：

红外热像采集单元，用于采集周围环境的红外热像图；

所述存储器中还存储有由所述处理器运行并执行如下步骤的程序模块：

接收红外热像图；

判断所述红外热像图中是否存在大于预设的火源温度阈值的高温区域；

在判断出存在大于预设的火源温度阈值的高温区域时，控制监测机器人进行灭火。

进一步，所述监测机器人在判断出存在大于预设的火源温度阈值的高温区域时，向控制中心发送携带有红外热像图的灭火请求信息，其中，所述灭火请求信息用于触发控制中心根据所述红外热像图判断是否需要增派灭火人员。

本发明具有如下有益效果：

本发明实施例提供了一种基于无人机和监测机器人的灭火救援方法，该方法通过烟雾报警器向监测机器人发送烟雾报警数据；监测机器人在接收到所述烟雾报警数据时，实时获取由GPS定位器所发送的救援坐标，并向控制中心发送携带有救援坐标的救援请求信息；控制中心接收到救援请求信息后，调拨同于投放携带有面罩定位器和面罩红外热像仪的防毒面罩并搭载有全局红外热像仪的无人机；无人机根据救援坐标投放防毒面罩，并利用全局红外热像仪采集与救援坐标所对应区域的全局红外热像图；无人机向控制中心发送全局红外热像图。本发明能够实现在发现环境中的烟雾浓度超标时，及时请求控制中心调度无人机投放防毒面罩，以便定位被困人员的位置和帮助被困人员实现自救，并通过无人机上的全局红外热像仪实时传输红外热像图，以便工作人员实时掌握危险区域的全局状态，统一指挥。

附图说明

图1为本发明各个实施例所涉及的实施环境的结构示意图；

图2为本发明一个实施例所提供的一种基于无人机和监测机器人的灭火救援方法的流程图；

图3为本发明另一个实施例所提供的一种基于无人机和监测机器人的灭火救援方法的流程图；

图4为本发明另一个实施例所提供的一种基于监测机器人的灭火救援装置的结构示意图。

具体实施方式

为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种基于无人机和监测机器人的灭火救援方法和装置，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下。在下述说明中，不同的“一个实施例”或“另一个实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

需要说明的是，当元件被称为“设置”或者“连接”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的属于只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图具体的说明本发明所提供的一种基于无人机和监测机器人的灭火救援方法装置的具体方案。

请参阅图1，其示出了本发明各个实施例所涉及的实施环境的结构示意图，该实施环境包括监测机器人100、控制中心200和无人机300。

监测机器人100采用本领域中常规的智能消防机器人，在该机器人的内部设有智能控制系统控制机器人的运行轨迹，具备与控制中心的功能，能够处理相应的数据，能够发布控制命令。该监测机器人搭载有烟雾报警器和GPS定位器。

烟雾报警器用于在环境的烟雾达到一定浓度时，向监测机器人发送烟雾报警数据。烟雾报警器可以根据需要选择合适类型，例如离子烟雾报警器或者光电烟雾报警器等，可以采用但不限于以下型号的烟雾报警器，例如型号为YG01/11的离子烟雾报警器或者型号为SS168的光电烟雾报警器。

GPS定位器用于向监测机器人实时发送当前的位置坐标。GPS定位器可以采用但不限于以下型号的GPS定位器，例如型号为TK319-L的GPS定位器或者型号为GPT12的GPS定位器。

控制中心200与监测机器人进行通信，可以是云平台、远程控制器、计算机、一个或者多个服务器。例如，选用安装有客户端软件的计算机，该客户端软件主要用于接收数据、处理数据、显示数据和远程控制等功能，该处的计算机可以是笔记本电脑、平板电脑、普通的计算机、服务器等。

无人机300用于在接收控制中心的调用信号后，向救援坐标所在的位置投放防毒面罩。该无人机可以选用但不限于型号为AT200的大型的货运无人机，或者型号为JDY800的小型的货运无人机。在该无人机上搭载有全局红外热像仪。

全局红外热像仪用于采集所在区域的红外热像图。全局红外热像仪可以采用但不限于以下型号的红外热像仪，例如型号为FLIR TAU2-640的红外热像仪或者型号为FLIRA615的红外热像仪。

下面结合附图和实施例详细的介绍本发明所提供的一种基于无人机和监测机器人的灭火救援方法的具体方案。

请参阅图2，其示出了本发明一个实施例所提供的一种基于无人机和监测机器人的灭火救援方法的流程图，在烟雾的浓度超标时进行报警处理，该灭火救援方法包括以下步骤：

步骤S201，烟雾报警器向监测机器人发送烟雾报警数据。

所述烟雾报警数据是在所采集的区域内环境中的烟雾浓度超过预设值时，向监测机器人发送的数据。

步骤S202，监测机器人在接收到所述烟雾报警数据时，实时获取由GPS定位器所发送的救援坐标。

在监测机器人接收到烟雾报警数据时，确定所监测的区域此时烟雾的浓度超标，存在潜在或者已经存在火灾的危险性，此时，需要获取烟雾浓度超标的位置坐标，确定监测机器人当前所在的坐标位置。

步骤S203，监测机器人向控制中心发送携带有救援坐标的救援请求信息。

该救援坐标是监测机器人当前所处位置处，烟雾浓度超标，因此将该坐标传回给控制中心以便控制中心根据该位置坐标采取一定的救援措施。

步骤S204，控制中心接收到监测机器人发送的救援请求信息，根据该救援请求信息调拨用于投放携带有面罩定位器和面罩红外热像仪的防毒面罩并搭载有全局红外热像仪的无人机。

该调拨的过程可以采用人为干预的方式，例如，在控制中心接收到救援请求信息后，相应的工作人员根据情况启动相应的无人机前往救援坐标的位置进行相应的救援。

步骤S205，无人机根据救援坐标投放防毒面罩，并利用全局红外热像仪采集与救援坐标所对应区域的全局红外热像图。

无人机所投放的防毒面罩能够帮助被困人员免遭浓烟窒息的危险情况发生，在该防毒面罩上所携带的面罩定位器，该面罩定位器采用通用的GPS定位器，能够有利于控制中心实时掌握该被困人员的位置坐标，以便展开救援工作。该面罩上所携带的面罩红外热像仪采用通用的红外热像仪，例如型号为FLIR TAU2-640的红外热像仪，该红外热像仪能够帮助被困人员识别周围环境的是否为高温危险区域，以避免被困人员误入高温危险区域，帮助被困人员快速识别低温逃生路径，实现自救。

步骤S206，无人机向控制中心发送全局红外热像图。

该全局红外热像图能够使相应的工作人员实施掌握火灾发生区域的温度变化状况，以便相应的工作人员实现指挥全局的目的。

综上所述，本发明实施例提供了一种基于无人机和监测机器人的灭火救援方法，该方法通过烟雾报警器向监测机器人发送烟雾报警数据；监测机器人在接收到所述烟雾报警数据时，实时获取由GPS定位器所发送的救援坐标，并向控制中心发送携带有救援坐标的救援请求信息；控制中心接收到救援请求信息后，调拨同于投放携带有面罩定位器和面罩红外热像仪的防毒面罩并搭载有全局红外热像仪的无人机；无人机根据救援坐标投放防毒面罩，并利用全局红外热像仪采集与救援坐标所对应区域的全局红外热像图；无人机向控制中心发送全局红外热像图。本发明能够实现在发现环境中的烟雾浓度超标时，及时请求控制中心调度无人机投放防毒面罩，以便定位被困人员的位置和帮助被困人员实现自救，并通过无人机上的全局红外热像仪实时传输红外热像图，以便工作人员实时掌握危险区域的全局状态，统一指挥。

可选的，请参阅图3，其示出了本发明另一个实施例所提供的一种基于无人机和监测机器人的灭火救援方法的流程图，还包括以下步骤：

步骤S301，红外热像仪向监测机器人发送红外热像图。

红外热像仪搭载于监测机器人，能够实时采集该监测机器人周围环境的红外热像图，该红外热像图能够清楚的反映周围环境的温度梯度的分布状况。

步骤S302，监测机器人接收红外热像仪实时发送的红外热像图，并判断所述红外热像图中是否存在大于预设的火源温度阈值的高温区域。

在红外热像图中的温度数据大于预设的火源温度阈值时，确定该温度数据所对应的区域为火源。

步骤S303，监测机器人判断出所述红外热像图中存在大于预设的火源温度阈值的高温区域时，控制监测机器人进行灭火。

监测机器人在发现火源时，对该火源进行及时的灭火，该监测机器人能够将火苗消灭在萌芽状态，实现预防火灾的目的。若在火灾比较严重的情况下，该监测机器人能够及时的扑灭自身周围环境中的火源，以避免被大火吞噬。

需要说明的是，由于红外热像仪和烟雾报警器是两个独立的终端，两者与监测终端之间的通信互不干扰，因此，向监测机器人发送红外热像图的步骤S301与向监测机器人发送烟雾报警数据的步骤S201可以同步进行，也可以在不同的时间进行，例如先执行步骤S301再执行步骤S201，或者先执行步骤S201再执行步骤S301，在此不做限定。相应的监测终端在接收到红外热像图和/或烟雾报警数据之后所执行的步骤也互不干扰，可以同步进行，也可以分别在不同的时间进行，在此不做限定。

可选的，在该实施例中，还可以包括以下步骤：

步骤S304，在监测机器人判断出红外热像图中存在大于预设的火源温度阈值的高温区域时，监测机器人向控制中心发送携带有红外热像图的灭火请求信息。

在监测机器人判断出红外热像图中存在大于预设的火源温度阈值的高温区域时，此时确定在该监测机器人的周围环境中存在火源，此时即使的向控制中心发送灭火请求信息，以做到第一时间通知相应的工作人员，采取合理的灭火救援的措施，将损失降到最低。

步骤S305，控制中心接收灭火请求信息，并根据所述红外热像图判断是否需要增派灭火人员。

判断是否需要灭火人员的方法，可以是人工判断的方式，也可以是按照预设的规则，例如控制中心可以预设根据高温区域的大小、高温级别以及高温区域所扩展的速度判断火情的级别，进而预设合理的处理措施。通过将红外热像图发送给控制中心的方式能够使控制中心及时的了解到火灾现场的状况，并及时的采取合理的措施。

本发明另一个实施例提供了一种基于监测机器人的灭火救援装置，该灭火救援装置用于监测机器人，该灭火救援装置包括烟雾报警单元、GPS定位单元、通信单元、处理器和存储器。烟雾报警单元采集环境中的烟雾报警数据；GPS定位单元实时获取该监测机器人的坐标数据；通信单元与控制中心通信连接；在存储器中存储有多个程序模块，多个程序模块由处理器运行并执行如下步骤：接收烟雾报警数据；在接收到所述烟雾报警数据时，将所获取的坐标数据标记为救援坐标；将携带有所述救援坐标的救援请求信息发送给所述控制中心，其中，所述救援请求信息用于触发所述控制中心调拨用于投放防毒面罩的搭载有全局红外热像仪的无人机，所述防毒面罩携带有面罩定位器和面罩红外热像仪，所述无人机用于通过所述全局红外热像仪采集并向控制中心实时发送所述救援坐标所对应区域的全局红外热像图。

可选的，该监测机器人还包括红外热像采集单元，该红外热像采集单元用于采集周围环境的红外热像图；在其存储器中还存储有由所述处理器运行并执行如下步骤的程序模块：接收红外热像图；判断在该红外热像图中是否存在大于预设的火源温度阈值的高温区域；在判断出存在大于预设的火源温度阈值的高温区域时，控制监测机器人进行灭火。

可选的，所述监测机器人在判断出存在大于预设的火源温度阈值的高温区域时，向控制中心发送携带有红外热像图的灭火请求信息，其中，该灭火请求信息用于触发控制中心根据红外热像图判断是否需要增派灭火人员。

本发明实施例还提供了一种监测机器人，如图4所示，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本发明实施例方法部分。

请参阅图4，其示出的了与本发明实施例所提供的监测机器人相关的部分结构框图。监测机器人包括烟雾报警器100、GSP定位器200、处理器300、存储器400、电源500和通信单元600等部件。本领域技术人员可以理解，图4中示出的监测机器人并不构成对监测机器人的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

下面结合图4对监测机器人的各个构成部件进行具体的介绍：

通信单元600可以根据需要选择合适的通信方式，例如GPRS、CDMA或者CDPD的通信方式进行无线通信，监测机器人通过无线通信模块可以实现与控制中心的通信，上传救援请求数据或者下载相应控制命令，也可以通过该通信单元实现与烟雾报警器100和GSP定位器200之间的通信。

存储器400可以用来存储程序，处理器300通过运行存储在存储器的软件程序，从而实现执行监测机器人的各种数据的处理。存储在存储器400的程序可以包括一个或者多个程序模块，每个模块可以包括对监测机器人中的一系列指令操作。存储器400可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

处理器300是监测机器人的控制中心，利用各种接口和线路连接整个监测机器人的各个部分，通过运行或执行存储在存储器400内的软件程序，以及调用存储在存储器400内的数据，执行监测机器人的各种功能和处理数据，从而对监测机器人进行整体控制。

监测机器人还包括给各个部件供电的电源500 ，例如电池。优选的，电源500可以通过电源管理系统与处理器300逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。

尽管未示出，监测机器人还可以包括红外热像仪等，在此不再赘述。

在本发明实施例中，该监测机器人所包括的处理器300还具有控制执行以上由监测机器人执行的灭火救援方法流程。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种基于无人机和监测机器人的灭火救援方法，其特征在于，用于监测机器人，该灭火救援方法包括以下步骤：

在接收到烟雾报警器发送的烟雾报警数据时，实时获取GSP定位器所采集的所述监测机器人的救援坐标；

向控制中心发送携带有所述救援坐标的救援请求信息，该救援请求信息用于触发控制中心调拨用于投放防毒面罩的搭载有全局红外热像仪的无人机，所述防毒面罩携带有面罩定位器和面罩红外热像仪，所述无人机用于通过所述全局红外热像仪采集并向控制中心实时发送所述救援坐标所对应区域的全局红外热像图。

2.根据权利要求1所述的一种基于无人机和监测机器人的灭火救援方法，其特征在于，该灭火救援方法还包括以下步骤：

接收红外热像仪实时发送的红外热像图；

在所述红外热像图中存在大于预设的火源温度阈值的高温区域时，控制监测机器人进行灭火。

3.根据权利要求2所述的一种基于无人机和监测机器人的灭火救援方法，其特征在于，所述在所述红外热像图中存在符合预设的火源温度阈值的高温区域时，还包括以下步骤：

向控制中心发送携带有红外热像图的灭火请求信息，所述灭火请求信息用于触发控制中心根据所述红外热像图判断是否需要增派灭火人员。

4.一种基于无人机和监测机器人的灭火救援方法，其特征在于，用于控制中心，其特征在于，该灭火救援方法包括以下步骤：

接收监测机器人实时发送的携带有救援坐标的救援请求信息，所述救援坐标是所述监测机器人在接收到所述烟雾报警器发送的烟雾报警数据时获取的GSP定位器所采集的所述监测机器人的位置坐标；

根据所述救援请求信息调拨用于投放防毒面罩的搭载有红外热像仪的无人机，所述防毒面罩携带有面罩定位器和面罩红外热像仪；

接收所述无人机所搭载的红外热像仪实时发送的全局红外热像图，所述全局红外热像图是所述救援坐标所对应的区域的热像图。

5.根据权利要求4所述的一种基于无人机和监测机器人的灭火救援方法，其特征在于，该灭火救援方法还包括以下步骤：

接收监测机器人发送的携带有红外热像图的灭火请求信息，所述灭火请求信息是监测机器人在接收到的由红外热像仪实时发送的红外热像图中存在符合预设的火源温度阈值的高温区域时所发送的请求信息；

根据所述红外热像图判断是否需要增派灭火人员。

6.一种基于监测机器人的灭火救援装置，其特征在于，所述灭火救援装置包括：

烟雾报警单元，用于采集烟雾报警数据；

GPS定位单元，用于实时采集该监测机器人的坐标数据；

通信单元，用于与控制中心通信连接；

处理器，以及

存储器，所述存储器中存储有多个程序模块，多个所述程序模块由所述处理器运行并执行如下步骤：

接收烟雾报警数据；

在接收到所述烟雾报警数据时，将所获取的坐标数据标记为救援坐标；

将携带有所述救援坐标的救援请求信息发送给所述控制中心；其中，所述救援请求信息用于触发所述控制中心调拨用于投放防毒面罩的搭载有全局红外热像仪的无人机，所述防毒面罩携带有面罩定位器和面罩红外热像仪，所述无人机用于通过所述全局红外热像仪采集并向控制中心实时发送所述救援坐标所对应区域的全局红外热像图。

7.根据权利要求6所述的一种基于监测机器人的灭火救援装置，其特征在于，所述灭火救援装置还包括：

红外热像采集单元，用于采集周围环境的红外热像图；

所述存储器中还存储有由所述处理器运行并执行如下步骤的程序模块：

接收红外热像图；

判断所述红外热像图中是否存在大于预设的火源温度阈值的高温区域；

在判断出存在大于预设的火源温度阈值的高温区域时，控制监测机器人进行灭火。

8.根据权利要求7所述的一种基于监测机器人的灭火救援装置，其特征在于，所述监测机器人在判断出存在大于预设的火源温度阈值的高温区域时，向控制中心发送携带有红外热像图的灭火请求信息，其中，所述灭火请求信息用于触发控制中心根据所述红外热像图判断是否需要增派灭火人员。