CN113171569A - 一种无人机灭火弹的控制方法及灭火弹 - Google Patents

一种无人机灭火弹的控制方法及灭火弹 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无人机灭火弹的控制方法，所述控制方法包括：无人机于着火点上方预设高度投放灭火弹，灭火弹自投放时启动计时器和测距器；灭火弹在下落过程中或在落入地面后根据计时器的信号反馈引爆灭火弹并释放灭火剂，本发明还提供了一种无人机灭火弹。本发明通过无人机灭火弹在下落过程中可自行获取并调整引爆时间，使得灭火弹启动不易受天气、风速等特殊因素的影响，能够更准确的引爆以达到更好的灭火效果。

Description

一种无人机灭火弹的控制方法及灭火弹
技术领域
本发明涉及灭火技术领域，具体为一种无人机灭火弹的控制方法及灭火弹。
背景技术
现有技术中通过无人机配合灭火装置实现对于火点或对火点周边的灭火作业，但现有技术采用的方法多为无人机飞行至一定高度后向着火点预估性的投放灭火装置，无法根据实时的火情状况以及风力风向等因素做到精准投放和高效灭火，甚至会存在灭火装置无法启动或无法达到着火点的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无人机灭火弹的控制方法及灭火弹及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种无人机灭火弹的控制方法，包括：
S1:无人机于着火点上方预设高度投放灭火弹，灭火弹自投放时启动计时器和测距器；
S2:灭火弹在下落过程中或在落入地面后根据计时器的信号反馈引爆灭火弹并释放灭火剂；
所述计时器的信号反馈具有第一信号和第二信号，当计时器通过反馈第一信号引爆灭火弹无效时，启动第二信号引爆灭火弹；
其中，所述灭火弹在下落过程中通过测距器检测其距离地面的垂直距离达到预设高度时，计时器向灭火弹的引燃器反馈第一信号并引爆灭火弹；
所述灭火弹在计时器达到预设启动时间后向灭火弹的引燃器反馈第二信号并引爆灭火弹。
所述步骤“无人机于火点上方预设高度投放灭火弹，灭火弹自投放时启动计时器和测距器”包括：
S11:无人机根据着火点的现场火情大小确定其机身于着火点上方的飞行高度，并根据着火点的经纬坐标和飞行高度确定其机身的飞行坐标点；
S12:无人机飞行至坐标点悬停并投放灭火弹。
所述步骤“灭火弹在下落过程中或在落入地面后根据计时器的信号反馈引爆灭火弹并释放灭火剂”包括：
S201:计时器根据公式h1＝1/2gt2确定出灭火弹的下落高度；
S202:灭火弹根据下落高度测算其距离地面的垂直距离△H，其中，无人机的飞行高度为h2，△H＝h2-h1；
S203:当灭火弹垂直距离△H达到预设阈值后，引爆灭火弹并释放灭火剂。
所述步骤“灭火弹在下落过程中或在落入地面后根据计时器的信号反馈引爆灭火弹并释放灭火剂”包括：
S211:所述灭火弹在下落过程中通过测距器检测其距离地面的垂直距离达到预设高度时，计时器向灭火弹的引燃器反馈第一信号并引爆灭火弹；
S212:若反馈第一信号后未引燃灭火弹，执行第二信号反馈；
S213:计时器向灭火弹的引燃器反馈第二信号并引爆灭火弹。
所述步骤“所述灭火弹在下落过程中通过测距器检测其距离地面的垂直距离达到预设高度时，计时器向灭火弹的引燃器反馈第一信号并引爆灭火弹”包括：
S221:灭火弹在下落过程中通过测距器实时检测其距离地面的垂直距离，并在达到预设高度时，向所述计时器发送启动信号；
S222:计时器接收启动信号并向灭火弹的引燃器反馈第一信号，引爆灭火弹。
一种无人机灭火弹，包括：
灭火弹壳体，所述灭火弹壳体上设置有计时器、测距器和引燃器，所述灭火弹壳体内填充有灭火剂；
其中，所述测距器用于实时反馈灭火弹壳体下落过程中距离地面的垂直高度信息并将该高度信息发送至计时器，所述计时器用于在灭火弹壳体下落至预设高度时发送第一信号至引燃器，并通过引燃器引爆灭火弹；或，所述计时器用于在灭火弹壳体下落至预设高度时发送第一信号至引燃器，且引燃器并未引爆灭火弹时，该计时器发送第二信号至引燃器，并通过引燃器引爆灭火弹。
所述测距器每预设毫秒值内测算一次灭火弹的垂直高度信息。
所述计时器电性连接测距器和引燃器。
所述计时器根据测距器获取的高度信息实时更新其倒计时读数，并在倒计时读数归零时发送第一信号或第二信号至引燃器。
所述测距器采用毫米波雷达传感器。
由上述技术方案可知，本发明通过无人机灭火弹在下落过程中可自行获取并调整引爆时间，使得灭火弹启动不易受天气、风速等特殊因素的影响，能够更准确的引爆以达到更好的灭火效果，具体有益效果如下：
1、通过测距器实时获取灭火弹在下落过程中的位置，并在达到预设位置后于空中引爆灭火弹，灭火弹于空中引爆，覆盖面积大且在人为预设高度引爆可达到更加精确的灭火效果；且结合测距器的实时位置更新可以做到更为精准的引爆；
2、具有引爆灭火弹的备选方案，即灭火弹一旦在预设高度位置无法引爆，可通过计时器使得灭火弹在落入着火点后再次触发实施引爆，有效的提高其使用效率。
附图说明
图1为本发明提供的一种无人机灭火弹的控制方法的流程图；
图2为图1中所述步骤S1的子流程图；
图3为图2中所述步骤S2的子流程图；
图4为图2中所述步骤S2的一子流程图；
图5为图2中所述步骤S2的另一子流程图；
图6为无人机灭火弹的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分的实施例，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它实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明说明书、权利要求书和附图中出现的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而非用于描述特定的顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
本案采用的技术方案是针对无人机挂载灭火弹后实施对灭火弹投放过程所涉及的控制方法，其主要创新点在于以下两点：
一：该种无人机灭火弹的控制方法涉及投放过程中的两种具体方案，包括：
1、通过测距器实时获取灭火弹在下落过程中的位置，并在达到预设位置后于空中引爆灭火弹，灭火弹于空中引爆，覆盖面积大且在人为预设高度引爆可达到更加精确的灭火效果；且结合测距器的实时位置更新可以做到更为精准的引爆；
2、具有引爆灭火弹的备选方案，即灭火弹一旦在预设高度位置无法引爆，可通过计时器使得灭火弹在落入着火点后再次触发实施引爆，有效的提高其使用效率。
该种无人机灭火弹的控制方法的具体步骤包括如下：
请参见图1，图1是该种无人机灭火弹控制方法的流程图，包括：
S1:无人机于着火点上方预设高度投放灭火弹，灭火弹自投放时启动计时器和测距器；
S2:灭火弹在下落过程中或在落入地面后根据计时器的信号反馈引爆灭火弹并释放灭火剂；
所述计时器的信号反馈具有第一信号和第二信号，当计时器通过反馈第一信号引爆灭火弹无效时，启动第二信号引爆灭火弹；
其中，所述灭火弹在下落过程中通过测距器检测其距离地面的垂直距离达到预设高度时，计时器向灭火弹的引燃器反馈第一信号并引爆灭火弹；
所述灭火弹在计时器达到预设启动时间后向灭火弹的引燃器反馈第二信号并引爆灭火弹。
这里，本领域技术人员可以理解为，当无人机释放后，首先进入着火点上方，并在灭火弹的有效投掷高度实施对灭火弹的投放，所投放的灭火弹可根据着火点的火情状况释放不同数量，在灭火弹抵达着火点上方的预设高度时通过于半空引爆灭火弹实现最佳灭火的覆盖面积，一般来说，可根据灭火弹实际喷射的灭火剂量设定引爆高度，于实作中，可将引爆高度设定在2米-3米的垂直高度。
需要注意的是，所述的计时器、测距器和引爆器的逻辑控制关系在于，当灭火弹被释放的那一刻，灭火弹受其自重影响下落并通过物理信号启动计时器和测距器，该物理信号可通过灭火弹在下落过程中与无人机的连接结构分离所产生，但不限于此；此时的计时器和测距器同步启动，且引爆器受计时器控制，当计时器发出控制信号驱使引爆器引爆时，灭火弹引爆。所述的计时器具有两种信号，分别为第一信号和第二信号，且第一信号和第二信号均用于控制引爆器的引爆。下面，将对第一信号和第二信号作出详细说明。
第一信号：
所述第一信号用于灭火弹在下落至预设高度时启用，且该第一信号根据测距器检测灭火弹距离地面的垂直距离而生成，当灭火弹在下落过程中通过测距器检测其距离地面的垂直距离达到预设高度时，计时器向灭火弹的引燃器反馈该第一信号并引爆灭火弹，该步骤是在灭火弹可按预设高度有效引爆所实施。
第二信号：
所述第二信号用于灭火弹在抵达引爆的预设高度而未引爆的备选引爆方案，具体的为，当无人机在抵达着火点正上方时，其挂载的灭火弹所具有的高度为H，该高度信息可由无人机具有的测距装置获取或通过灭火弹自带的测距器所获取，举例来说，可以人为预设灭火弹在距离地面上方H1处引爆，根据自由落体公式便可得出灭火弹在H处引爆的时间，将该引爆时间作为第二信号的触发信号，这里，灭火弹在投放时便开始计时。
需要注意的是，第一信号和第二信号存在优先级关系，即当第一信号无法触发灭火弹引爆时，第二信号才可作用于引爆器。
请参见图2，图2为图1中所述步骤S1的子流程图，所述步骤“无人机于火点上方预设高度投放灭火弹，灭火弹自投放时启动计时器和测距器”包括：
S11:无人机根据着火点的现场火情大小确定其机身于着火点上方的飞行高度，并根据着火点的经纬坐标和飞行高度确定其机身的飞行坐标点；
S12:无人机飞行至坐标点悬停并投放灭火弹。
这里，本领域技术人员可以理解的是，于该实施例中，为了确定灭火弹的高度以及能更加精准实施于着火点上方释放灭火弹，需要精确该灭火弹的释放位置(即可理解为无人机的悬停位置)。无人机的悬停位置也用于测算上一实施例中的第二信号中的灭火弹引爆时间。
请参见图3，图3为图2中所述步骤S2的子流程图，所述步骤“灭火弹在下落过程中或在落入地面后根据计时器的信号反馈引爆灭火弹并释放灭火剂”包括：
S201:计时器根据公式h1＝1/2gt2确定出灭火弹的下落高度；
S202:灭火弹根据下落高度测算其距离地面的垂直距离△H，其中，无人机的飞行高度为h2，△H＝h2-h1；
S203:当灭火弹垂直距离△H达到预设阈值后，引爆灭火弹并释放灭火剂。
于实作中，灭火弹采用的测距器为毫米波雷达但不限于此，灭火弹下落过程中毫米雷达波会每隔一端时间进行一次测量，并将测出的高度值反馈至计时器的处理器计算，计时器根据公式h1＝1/2gt2确定出灭火弹的下落高度，并测算出引爆器的引爆时间，当灭火器抵达预设高度时，计时器发送第一信号并驱使引爆器引爆灭火弹。
请参见图4，图4为图2中所述步骤S2的另一子流程图，所述步骤“灭火弹在下落过程中或在落入地面后根据计时器的信号反馈引爆灭火弹并释放灭火剂”包括：
S211:所述灭火弹在下落过程中通过测距器检测其距离地面的垂直距离达到预设高度时，计时器向灭火弹的引燃器反馈第一信号并引爆灭火弹；
S212:若反馈第一信号后未引燃灭火弹，执行第二信号反馈；
S213:计时器向灭火弹的引燃器反馈第二信号并引爆灭火弹。
请参见图5，图5为图2中所述步骤S2的另一子流程，所述步骤“所述灭火弹在下落过程中通过测距器检测其距离地面的垂直距离达到预设高度时，计时器向灭火弹的引燃器反馈第一信号并引爆灭火弹”包括：
S221:灭火弹在下落过程中通过测距器实时检测其距离地面的垂直距离，并在达到预设高度时，向所述计时器发送启动信号；
S222:计时器接收启动信号并向灭火弹的引燃器反馈第一信号，引爆灭火弹。
这里，需要理解的为，灭火弹在下落过程中可通过实时检测其距离地面的垂直距离，进一步的达到精准控制计时的效果，有助于灭火弹可在达到预设高度时精准引爆，提高了控制效率。
请参见图6，还包括有一种无人机灭火弹；图6为无人机灭火弹的结构示意图，包括有灭火弹壳体100，所述灭火弹壳体100上设置有计时器2、测距器5和引燃器3，所述灭火弹壳体100内填充有灭火剂4；其中，所述测距器5用于实时反馈灭火弹壳体100下落过程中距离地面的垂直高度信息并将该高度信息发送至计时器2，所述计时器2用于在灭火弹壳体100下落至预设高度时发送第一信号至引燃器3，并通过引燃器3引爆灭火弹；或，所述计时器2用于在灭火弹壳体100下落至预设高度时发送第一信号至引燃器3，且引燃器3并未引爆灭火弹时，该计时器2发送第二信号至引燃器3，并通过引燃器3引爆灭火弹。
于本实施例中，不限灭火弹的外形结构、灭火剂4的种类以及引燃器3的引燃方式，举例来说，无人机投放的灭火弹为进一步消除于空中下落时受到的风阻和天气影响，可以采用球形结构。且在第一信号触发引燃器3喷射灭火剂4时于空中引爆。另外，第二信号是在灭火弹投放时根据其所在高度位置所测算而来的，在实际投放过程中可能会收到风力等天气影响，其不限定在第二信号在触发引燃器3的时候是否于空中引爆或地面引爆，第二信号设置作用主要在于提供备用方案以触发灭火弹，防止灭火弹在投掷后因无法正常使用导致的浪费。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种无人机灭火弹的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
无人机于着火点上方预设高度投放灭火弹，灭火弹自投放时启动计时器和测距器；
灭火弹在下落过程中或在落入地面后根据计时器的信号反馈引爆灭火弹并释放灭火剂；
所述计时器的信号反馈具有第一信号和第二信号，当计时器通过反馈第一信号引爆灭火弹无效时，启动第二信号引爆灭火弹；
其中，所述灭火弹在下落过程中通过测距器检测其距离地面的垂直距离达到预设高度时，计时器向灭火弹的引燃器反馈第一信号并引爆灭火弹；
所述灭火弹在计时器达到预设启动时间后向灭火弹的引燃器反馈第二信号并引爆灭火弹。
2.根据权利要求1所述的一种无人机灭火弹的控制方法，其特征在于：所述步骤“无人机于火点上方预设高度投放灭火弹，灭火弹自投放时启动计时器和测距器”包括：
无人机根据着火点的现场火情大小确定其机身于着火点上方的飞行高度，并根据着火点的经纬坐标和飞行高度确定其机身的飞行坐标点；
无人机飞行至坐标点悬停并投放灭火弹。
3.根据权利要求1所述的一种无人机灭火弹的控制方法，其特征在于：所述步骤“灭火弹在下落过程中或在落入地面后根据计时器的信号反馈引爆灭火弹并释放灭火剂”包括：
计时器根据公式h1＝1/2gt2确定出灭火弹的下落高度；
灭火弹根据下落高度测算其距离地面的垂直距离△H，其中，无人机的飞行高度为h2，△H＝h2-h1；
当灭火弹垂直距离△H达到预设阈值后，引爆灭火弹并释放灭火剂。
4.根据权利要求1所述的一种无人机灭火弹的控制方法，其特征在于：所述步骤“灭火弹在下落过程中或在落入地面后根据计时器的信号反馈引爆灭火弹并释放灭火剂”包括：
所述灭火弹在下落过程中通过测距器检测其距离地面的垂直距离达到预设高度时，计时器向灭火弹的引燃器反馈第一信号并引爆灭火弹；
若反馈第一信号后未引燃灭火弹，执行第二信号反馈；
计时器向灭火弹的引燃器反馈第二信号并引爆灭火弹。
5.根据权利要求1所述的一种无人机灭火弹的控制方法，其特征在于：所述步骤“所述灭火弹在下落过程中通过测距器检测其距离地面的垂直距离达到预设高度时，计时器向灭火弹的引燃器反馈第一信号并引爆灭火弹”包括：
灭火弹在下落过程中通过测距器实时检测其距离地面的垂直距离，并在达到预设高度时，向所述计时器发送启动信号；
计时器接收启动信号并向灭火弹的引燃器反馈第一信号，引爆灭火弹。
6.一种无人机灭火弹，其特征在于，包括：
灭火弹壳体，所述灭火弹壳体上设置有计时器、测距器和引燃器，所述灭火弹壳体内填充有灭火剂；
其中，所述测距器用于实时反馈灭火弹壳体下落过程中距离地面的垂直高度信息并将该高度信息发送至计时器，所述计时器用于在灭火弹壳体下落至预设高度时发送第一信号至引燃器，并通过引燃器引爆灭火弹；或，所述计时器用于在灭火弹壳体下落至预设高度时发送第一信号至引燃器，且引燃器并未引爆灭火弹时，该计时器发送第二信号至引燃器，并通过引燃器引爆灭火弹。
7.根据权利要求6所述的一种无人机灭火弹，其特征在于，包括：所述测距器每预设毫秒值内测算一次灭火弹的垂直高度信息。
8.根据权利要求6所述的一种无人机灭火弹，其特征在于：所述计时器电性连接测距器和引燃器。
9.根据权利要求6所述的一种无人机灭火弹，其特征在于：所述计时器根据测距器获取的高度信息实时更新其倒计时读数，并在倒计时读数归零时发送第一信号或第二信号至引燃器。
10.根据权利要求6或7所述的一种无人机灭火弹，其特征在于：所述测距器采用毫米波雷达传感器。
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