CN110507938A - 一种基于火源定位的大面积火灾的灭火方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于火源定位的大面积火灾的灭火方法，具体为：任意一组中的两个机器人从火灾区域的两侧开始进行灭火；以机器人的中心线为基准水平对称的安装在每个机器人身上的两个红外热成像仪检测出该机器人所在位置的火源区域；并确定该火源区域的中心点C；两个红外热成像仪与点C构成一个三角形；并根据该三角形的两个底角计算得到消防机器人与点C的距离s和方位γ；根据距离s和方位γ确定该机器人喷射水炮的角度和力度，完成灭火；当当前火源区域的火被扑灭后，两个红外热成像仪重新寻找下一个与当前火源区域相邻的新火源区域；直至该组机器人所负责的火灾区域中的火被扑灭。本发明的灭火方式更加高效，被灭的火灾不易再次被引燃。

Description

一种基于火源定位的大面积火灾的灭火方法

技术领域

本发明属于消防机器人技术领域，尤其涉及一种基于火源定位的大面积火灾的灭火方法。

背景技术

近年来，每年发生的特大火灾数不胜数，而人类在自然灾害面前是非常渺小的，仅凭消防人员的人力灭火是不够的，而消防机器人可以代替消防灭火人员进行高效灭火，这使得消防人员在不进入火场的情况下就可以有效的灭火，在火场外就可以探测到火场的火源信息，同时也保证了消防人员在高危工作环境下的人身安全。而往往机器人灭火都是定位火源中心进行灭火，这使得在大面积火灾的情况下，火灾现场易被分为多簇小型火灾，需要灭火的次数多且灭火效率低。其次，在确定火源区域时，在夜晚浓烟环境恶劣的情况下，通常很难准确的获得着火点相对于消防机器人的距离，相应的就无法实施准确灭火。另外，一个消防机器人对大面积火灾的灭火是远远不够的，通常一片火被灭后又再次被旁边一片火引燃，加大了消灭灭火的难度。

发明内容

发明目的：为解决上述现有技术存在灭火效率低等问题，本发明提供一种基于火源定位的大面积火灾的灭火方法。

技术方案：本发明提供一种基于火源定位的大面积火灾的灭火方法，所述大面积火灾为火灾面积大于消防机器人喷射出的水炮的落地面积的火灾；该方法具体包括如下步骤：

步骤1:根据火灾面积的大小划分火灾区域，以两个消防机器人为一组；当火灾的面积大于消防机器人喷射出的水炮的落地面积，且长度小于等于200米时，采用一组机器人进行灭火，则该火灾区域为该组机器人所负责的火灾区域；当火灾的长度超过200米时，采用一组以上的机器人进行灭火；且每组机器人自动确定该组所负责的火灾区域；

步骤2：任意一组中的两个机器人分别从其所负责的火灾区域的两侧开始灭火，装在该组机器人中任意一个机器人身上的两个红外热成像仪A和B检测出该机器人所负责的火灾区域一侧的火源区域，并确定该火源区域的中心点C；所述火源区域为火灾区域与未发生火灾区域的分界区域；所述两个红外热成像仪A、B以机器人的中心线为基准，水平对称的固定安装在机器人的云台系统上；

步骤3：两个红外热成像仪与中心点构成一个三角形；并根据该三角形的两个底角和三角函数；计算得到该机器人与中心点C的距离s和方位γ；

步骤4：根据机器人与中心点C的距离s和方位γ，该消防机器人控制水炮的力度和方向瞄准点中心点进行灭火；

步骤5：当当前火源区域的火灾被扑灭后，判断该组机器人所负责的火灾区域的火灾是否全部被扑灭，如果否，转步骤2机器人再次寻找与该机器人上一次寻找到的火源区域相邻的新火源区域，并确定中心点；如果是，则机器人停止灭火动作。

进一步的，所述云台系统包括云台电机和云台；所述云台电机驱动云台水平360°旋转。

进一步的，每个机器人均装有天线，只采用一组机器人时，两个机器人通过天线通信，约定好分别从火灾两侧进行灭火；采用一组以上的机器人时，每组机器人通过天线进行通信，确定好每组机器人负责的火灾区域，且每组机器人中的两个机器人通过天线通信，约定好分别从该组机器人所负责的火灾区域的两侧进行灭火。

进一步的，所述步骤3的具体方法如下所示：

根据红外热成像仪A与B之间的水平距离L和三角函数求出，红外热成像仪A、B 与中心点C的距离AC、BC；

AC＝Lsinβ/sin(α-β)

BC＝Lsinα/sin(α-β)

其中β为红外热成像仪A、B与中心点C构成的三角形的底角∠CAB的值，α为红外热成像仪A、B与中心点C构成的三角形的底角∠CBA的值；根据AC、BC求得距离s和方位γ：

有益效果：本发明可以动态的、任意的、实时的测量任一点火源到消防机器人的距离和方位，有效的提高了火源定位精度与效率，无需增加额外测量工具，仅需消防机器人以及红外热成像仪即可完成火源定位，方法简单易行，效率高；本发明两个消防机器人同时从大面积火灾的两侧分别向火灾中心进行灭火，协同控制共同灭火，实现“双面夹击”，防止已灭的火灾再次被引燃，提高灭火效率。

附图说明

图1是本发明的原理图。

图2是本发明的灭火过程示意图。

图3是长度超过200米的火灾现场的多组消防机器人协同灭火的示意图。

具体实施方式

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

如图1所示，本实施例提供的一种基于火源定位的大面积火灾的灭火方法，所述大面积火灾指火灾面积比消防机器人喷水炮落地面积要大的火灾，该方法包括以下步骤：

步骤1：任意一组中的两个机器人分别从其所负责的火灾区域的两侧开始灭火，具体为：该组中任意一个机器人身上安装的两个红外热成像仪A和B检测出火灾区域一侧的火源区域，并确定该火源区域的中心点C；所述火源区域为火灾区域与未发生火灾区域的分界区域；所述两个红外热成像仪A、B以该机器人的中心线为基准，水平对称的固定安装在机器人的云台系统上；所述云台系统通过云台电机驱动云台进行360°水平旋转，从而带动热成像仪旋转扫描寻找火源，并使得热成像仪指向中心点C的方向。

步骤2：两个红外热成像仪A、B与中心点构成一个三角形；并根据该三角形的两个底角和三角函数；计算得到该机器人与中心点C的距离s和方位γ；所述机器人与中心点C的距离s，为该机器人身上安装的两个红外热成像仪连接线的中点与中心点C的距离；具体求距离s和方位γ的公式如下所示：

AC＝Lsinβ/sin(α-β)

BC＝Lsinα/sin(α-β)

其中L为红外热成像仪A与B之间的水平距离；AC、BC为红外热成像仪A、B 与中心点C的距离；其中β为红外热成像仪A、B与中心点C构成的三角形的底角∠CAB 的值，α为红外热成像仪A、B与中心点C构成的三角形的底角∠CBA的值；

步骤3：根据所得到的的消防机器人与中心点的距离和方位，该消防机器人控制水炮的力度和方向瞄准点中心点进行射流灭火，从而消灭火源区域；

步骤4：当当前火源区域的火灾被扑灭后，两个红外热成像仪判断该组机器人所负责的火灾区域的火灾是否全部被扑灭，如果否，转步骤2机器人再次寻找与该机器人上一次寻找到的火源区域相邻的新火源区域，并确定中心点；如果是，则机器人停止灭火动作。

同一时间，该组中的另外一个消防机器人1按照步骤1-4消灭火灾区域的另外一侧火灾；

两消防机器人协同控制，如图2所示，通过天线3进行通信，约定好一个消防机器人由火灾左侧向右侧进行灭火，另外一个消防机器人由火灾右侧向火灾左侧进行灭火，即从两侧向中间实施有序的灭火措施。

本实施例中当火灾的面积大于消防机器人喷射出的水炮的落地面积，且长度小于等于200米时，采用一组机器人分别从火灾的两侧进行灭火。

当火灾长度超过200米时，如图3所示，采用多组消防机器人协作灭火，通过天线进行通信3，约定好每组机器人负责的灭火部分，将火灾分段进行灭火。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (4)

1.一种基于火源定位的大面积火灾的灭火方法，其特征在于，所述大面积火灾为火灾面积大于消防机器人喷射出的水炮的落地面积的火灾；该方法具体包括如下步骤：

步骤1:以两个消防机器人为一组；当火灾的面积大于消防机器人喷射出的水炮的落地面积，且长度小于等于200米时，采用一组机器人，则该火灾区域为该组机器人所负责的火灾区域；当火灾的长度超过200米时，采用一组以上的机器人，且每组机器人自动确定该组所负责的火灾区域；

步骤2：任意一组中的两个机器人分别从其所负责的火灾区域的两侧开始灭火，装在该组机器人中任意一个机器人身上的两个红外热成像仪A和B检测出该机器人所负责的火灾区域一侧的火源区域，并确定该火源区域的中心点C；所述火源区域为火灾区域与未发生火灾区域的分界区域；所述两个红外热成像仪A、B以机器人的中心线为基准，水平对称的固定安装在机器人的云台系统上；

步骤3：两个红外热成像仪与中心点构成一个三角形；并根据该三角形的两个底角和三角函数；计算得到该机器人与中心点C的距离s和方位γ；

步骤4：根据机器人与中心点C的距离s和方位γ，该消防机器人控制水炮的力度和方向瞄准点中心点进行灭火；

步骤5：当当前火源区域的火灾被扑灭后，判断该组机器人所负责的火灾区域的火灾是否全部被扑灭；如果否，转步骤2机器人再次寻找与该机器人上一次寻找到的火源区域相邻的新火源区域，并确定中心点；如果是，则机器人停止灭火动作。

2.根据权利要求1所述的一种基于火源定位的大面积火灾的灭火方法，其特征在于，所述云台系统包括云台电机和云台；所述云台电机驱动云台水平360°旋转。

3.根据权利要求1所述的一种基于火源定位的大面积火灾的灭火方法，其特征在于，每个机器人均装有天线，只采用一组机器人时，两个机器人通过天线通信，约定好分别从火灾两侧进行灭火；采用一组以上的机器人时，每组机器人通过天线进行通信，确定好每组机器人负责的火灾区域，且每组机器人中的两个机器人通过天线通信，约定好分别从该组机器人所负责的火灾区域的两侧进行灭火。

4.根据权利要求1所述的一种基于火源定位的大面积火灾的灭火方法，其特征在于，所述步骤3的具体方法如下所示：

根据红外热成像仪A与B之间的水平距离L和三角函数，求出红外热成像仪A、B与中心点C的距离AC、BC；

AC＝Lsinβ/sin(α-β)

BC＝Lsinα/sin(α-β)

其中β为红外热成像仪A、B与中心点C构成的三角形的底角∠CAB的值，α为红外热成像仪A、B与中心点C构成的三角形的底角∠CBA的值；根据AC、BC求得距离s和方位γ：