CN110341946A - 城市高空消防无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种城市高空消防无人机，包括无人机支架、人脸识别模块、温度探测仪、喷水模块；无人机支架包括控制电路模块、桨臂组件及机身，桨臂组件围绕机身的周向设置，机身的上部设置储纳盒，储纳盒内储存火场自救设备；人脸识别模块包括视频采集模块及图像识别和处理模块；温度探测仪对无人机所处环境的温度进行探测，将温度探测仪探测到的温度信号传送到控制电路模块，控制电路模块将该温度信号与预设的温度范围进行比对，如果超出预设温度范围，控制喷水模块对人体进行喷水，并同时投放火场自救设备。本发明城市高空消防无人机，实现多功能搭载，相比于现有的消防无人机飞行更稳定更节省能源，降低能源成本。同时可回收使用，成本较低。
Description
技术领域
本发明属于无人机技术领域，尤其涉及一种城市高空消防无人机。
背景技术
在扑救高层建筑火灾时，指战员通常会使用登高平台车实施救援，但在实战中经常会遇到登高平台车因火势大无法靠近火场，操作升降缓慢，影响救援速度，特别是被困人员多登高平台车无法一次容纳等实际情况，这些都给救援工作带来难度，救援不及时必将导致大量人员伤亡。无人机的应用缓解了这些难题。在无人机上搭载温度探测仪和人脸识别系统，感知和获取被困人员的具体位置和周围情况，将救生引导绳悬挂于无人机底部挂钩上，通过地面站消防员人工操纵将救生引导绳运送给被困人员，被困人员利用救生引导绳获取软梯等救生器材，从而开展自救。火势太大无法自救时，无人机可进行针对性定位喷水仪降低火势，达到消防效果。
现有的消防无人机造价昂贵。在国内，大部分消防无人机都是一次性冲撞式的，在一次救火任务结束后往往无法回收，成本极其巨大；携带设备单一，无法适应突发的多种火情，现场局限性较大；而且自动化程度不高，现场智能性不足。
在国外，以俄罗斯的电缆遥控消防无人机为例,确实有不少优点,但仍有一些缺点或局限性,如增加无人机的荷载,容易被一些户外电缆、室外广告等高空物体缠绕或阻挡,也容易受到风力、风向等因素影响。无法起到很好的消防搜救效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种城市高空消防无人机，实现多功能搭载，相比于现有的消防无人机飞行更稳定更节省能源，降低能源成本。同时可回收使用，成本较低。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种城市高空消防无人机，包括无人机支架、人脸识别模块、温度探测仪、喷水模块及火场自救设备；无人机支架包括控制电路模块、桨臂组件及机身，桨臂组件围绕机身的周向设置，机身的上部设置储纳盒，储纳盒内储存火场自救设备；人脸识别模块包括视频采集模块及图像识别和处理模块，视频采集模块负责采集环境图像，将该环境图像传送到图像识别和处理模块，图像识别和处理模块对人脸进行识别，并将识别结果发送到控制电路模块，发现火场中的被困人员；温度探测仪对无人机所处环境的温度进行探测，将温度探测仪探测到的温度信号传送到控制电路模块，控制电路模块将该温度信号与预设的温度范围进行比对，如果超出预设温度范围，控制电路模块结合图像识别和处理模块的识别结果，对所识别的人体进行定位，并控制喷水模块对人体进行喷水，并同时投放火场自救设备。
按上述技术方案，桨臂组件包括支撑臂、旋翼及与控制电路模块电连接的电机，电机固定在旋翼上，旋翼固定在支撑臂的轴末端上，支撑臂固定在机身上。
按上述技术方案，火场自救设备为绳索、灭火器和口罩。
按上述技术方案，机身前端旋翼为共轴设置，两侧旋翼分别向相反方向旋转，两后旋翼也分别向相反方向旋。以克服自身旋转趋势。
本发明产生的有益效果是：由于该城市高空消防无人机本身的灵活性、较强的续航能力，它可作为消防工作的先行者，快速达到制定目标进行处置，减少火灾带来的损失。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例城市高空消防无人机的整体效果图；
图2为本发明实施例城市高空消防无人机的下侧示意图；
图3为本发明实施例城市高空消防无人机的正面示意图；
图4为本发明实施例中飞行控制电路组件的原理图；
图中：1旋翼，2支撑臂，3温度探测器，4储纳盒，5功能拓展部件，6机身，7起落架，8喷水模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例中，提供一种城市高空消防无人机，包括无人机支架、人脸识别模块、温度探测仪、喷水模块及火场自救设备；无人机支架包括控制电路模块、桨臂组件及机身，桨臂组件围绕机身的周向设置，机身的上部设置储纳盒，储纳盒内储存火场自救设备；人脸识别模块包括视频采集模块及图像识别和处理模块，视频采集模块负责采集环境图像，将该环境图像传送到图像识别和处理模块，图像识别和处理模块对人脸进行识别，并将识别结果发送到控制电路模块，发现火场中的被困人员；温度探测仪对无人机所处环境的温度进行探测，将温度探测仪探测到的温度信号传送到控制电路模块，控制电路模块将该温度信号与预设的温度范围进行比对，如果超出预设温度范围，控制电路模块结合图像识别和处理模块的识别结果，对所识别的人体进行定位，并控制喷水模块对人体进行喷水，并同时投放火场自救设备。
进一步地，桨臂组件包括支撑臂、旋翼及与控制电路模块电连接的电机，电机固定在旋翼上，旋翼固定在支撑臂的轴末端上，支撑臂固定在机身上。
进一步地，火场自救设备为绳索、灭火器和口罩。
进一步地，机身前端旋翼为共轴设置，两侧旋翼分别向相反方向旋转，两后旋翼也分别向相反方向旋。以克服自身旋转趋势。
本发明的一个较佳实施例中，如图1所示，该无人机整体的设计主要由起支撑作用的支撑臂2、集控作用的机身6、降落时缓冲作用的起落架7、机动部件旋翼1，实现多功能搭载的功能拓展部件5，以及火场中发挥作用的温度探测器3、储纳盒4、喷水模块组成的喷水系统。具体来说：如图1所示，该无人机的机身起到固定，支撑全机结构的功能，同时也是全机能源、控制部分的中心；机身内还储存定量的水，为喷水模块8的工作提供保障，同时可降低机身内中央处理器工作产生的高温；机身中部下设置可实现多功能搭载的功能拓展部件，人脸识别模块，内置人脸识别系统的捕捉模块，以提高机体的泛用性。
如图2所示，在该无人机机身的四周固定有九个支撑臂，支撑臂的末端设置有为机体提供升力的旋翼，为克服在轴数为奇数条件下旋翼产生的自身转动趋势，本机采用了机身前端旋翼共轴设计，两侧旋翼分别向相反方向旋转，两后旋翼也分别向相反方向旋转的设计；机身下方设置起落架，该起落架通过铰接设计以及通过在两支撑杆中采用伸缩缓冲设计具备了一定的缓冲减震能力；该起落架通过在底部加大接地面积实现了减小接地压强增强缓冲能力提升起降性能保证系统冗余的作用，以最大限度地保证机体在遭受意外时的抗毁伤性能。
如图1-4所示，当无人机在火场实施救援工作时，其功能拓展部件中的视频采集模块摄像机开始工作，当镜头捕捉到被困人员时，数字信号处理器(DSP)等计算单元对拍摄到的视频进行实时分析，根据设置好的人脸检测参数检测视野中是否为人脸，对人脸进行实时抓拍，并传输到后台的人脸服务器进行分析，从而展开救援行动；在火场中，根据温度探测器感知的温度情况，反馈给后台进行分析，后台判断必要时喷水系统进行工作，为被困人员及机体四周降温，最大限度地保障人身安全，储纳盒开启，被困人员可获得其中的绳索、灭火器和口罩等火场自救设备。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种城市高空消防无人机，其特征在于，包括无人机支架、人脸识别模块、温度探测仪、喷水模块及火场自救设备；无人机支架包括控制电路模块、桨臂组件及机身，桨臂组件围绕机身的周向设置，机身的上部设置储纳盒，储纳盒内储存火场自救设备；人脸识别模块包括视频采集模块及图像识别和处理模块，视频采集模块负责采集环境图像，将该环境图像传送到图像识别和处理模块，图像识别和处理模块对人脸进行识别，并将识别结果发送到控制电路模块，发现火场中的被困人员；温度探测仪对无人机所处环境的温度进行探测，将温度探测仪探测到的温度信号传送到控制电路模块，控制电路模块将该温度信号与预设的温度范围进行比对，如果超出预设温度范围，控制电路模块结合图像识别和处理模块的识别结果，对所识别的人体进行定位，并控制喷水模块对人体进行喷水，并同时投放火场自救设备。
2.根据权利要求1所述的城市高空消防无人机，其特征在于，桨臂组件包括支撑臂、旋翼及与控制电路模块电连接的电机，电机固定在旋翼上，旋翼固定在支撑臂的轴末端上，支撑臂固定在机身上。
3.根据权利要求1或2所述的城市高空消防无人机，其特征在于，火场自救设备为绳索、灭火器和口罩。
4.根据权利要求1或2所述的城市高空消防无人机，其特征在于，机身前端旋翼为共轴设置，两侧旋翼分别向相反方向旋转，两后旋翼也分别向相反方向旋。
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