CN113521612A - 消防机器人的控制方法及其控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种消防机器人的控制方法，所述消防机器人包括可移动至着火区域附近进行灭火作业的机器人主体和无线连接至所述机器人主体的远程控制器，所述远程控制器具有输入部，所述机器人主体具有热成像相机和水炮；所述控制方法包括：获取操作者通过所述输入部输入的第一指令，所述第一指令为所述操作者从多种灭火模式中选取的一种灭火模式；获取所述热成像相机拍摄的所述着火区域的实时热成像图像；根据所述实时热成像图像和所述第一指令，生成所述着火区域中的一目标灭火位置；控制所述水炮的朝向，以使所述水炮向所述目标灭火位置喷水。
Description
技术领域
本发明主要涉及机器人领域，尤其涉及一种消防机器人的控制方法及其控制装置。
背景技术
消防机器人可以在灭火过程中协助消防人员，通常被布置在接近着火点。目前的消防机器人通常由操作者手动控制水炮向着火点喷水，然而在烟雾浓厚的情况下，操作者肉眼无法确定火源的具体位置，导致灭火效率不高。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种消防机器人的控制方法及其控制装置，以自动确定火源的具体位置，提高灭火效率。
为实现上述目的，本发明提出了一种消防机器人的控制方法，所述消防机器人包括可移动至着火区域附近进行灭火作业的机器人主体和无线连接至所述机器人主体的远程控制器，所述远程控制器具有输入部，所述机器人主体具有热成像相机和水炮；所述控制方法包括：获取操作者通过所述输入部输入的第一指令，所述第一指令为所述操作者从多种灭火模式中选取的一种灭火模式；获取所述热成像相机拍摄的所述着火区域的实时热成像图像；根据所述实时热成像图像和所述第一指令，生成所述着火区域中的一目标灭火位置；控制所述水炮的朝向，以使所述水炮向所述目标灭火位置喷水。
为此，本发明提供了一种消防机器人的控制方法，通过热成像相机拍摄的热成像图像，可以获得着火区域的温度信息，可以自动识别出火源，抗干扰性强，提升了灭火效率。此外，操作者从多种灭火模式中选择一种灭火模式，可以根据当前的火情选取对应的灭火模式，以快速应对当前火情，阻止火势蔓延，进一步提高了灭火效率。
在本发明的一实施例中，根据所述实时热成像图像和所述第一指令，获得所述着火区域中的一目标灭火位置包括：调用与所述第一指令对应的图像处理算法；利用所述图像处理算法对所述实时热成像图像进行处理，以在所述实时热成像图像中识别出目标区域；以及将所述目标区域转换至世界坐标系，获得所述目标灭火位置。
为此，可以根据操作者的输入调用相应的图像处理算法，快速识别出目标区域，获得目标位置，从而可以阻止火势蔓延，进一步提高了灭火效率。
在本发明的一实施例中，所述多种灭火模式包括以下灭火模式中的至少两个：第一灭火模式，优先对所述着火区域中温度最高的火源进行灭火作业；第二灭火模式，优先对所述着火区域中面积最大的火源进行灭火作业；第三灭火模式，优先对所述着火区域中相连的火源进行灭火作业。
为此，操作者可以根据火势优先对温度最高的火源、面积最大的火源或相连的火源进行灭火作业，丰富了操作者的操作选项，提升了应对火势的灵活性。
在本发明的一实施例中，所述控制方法还包括：确定所述操作者通过所述输入部输入的第二指令之后，获取所述操作者通过所述输入部输入的第一指令。
为此，在确认操作者输入第二指令之后才允许操作者输入第一指令，可以防止操作者的错误输入，提高了输入的准确性。
在本发明的一实施例中，所述控制方法还包括：将所述实时热成像图像发送至所述远程控制器，以及在所述远程控制器显示所述实时热成像图像。
为此，用户可以通过浏览显示器上显示的实时热成像图像，了解着火区域的温度分布，以做出相应的灭火决策。
在本发明的一实施例中，所述控制方法还包括：在所述实时热成像图像中未识别出目标区域时，在所述远程控制器显示提示信息。
为此，通过在显示器上显示提示信息，操作者得知未识别出目标区域，可以进行更改第一指令，移动机器人等后续操作。
本发明还提出一种消防机器人的控制装置，所述消防机器人包括可移动至着火区域附近进行灭火作业的机器人主体和无线连接至所述机器人主体的远程控制器，所述远程控制器具有输入部，所述机器人主体具有热成像相机和水炮；所述控制装置包括：指令获取单元，确定操作者通过所述输入部输入的第一指令，所述第一指令为所述操作者从多种灭火模式中选取的一种灭火模式；图像获取单元，获取所述热成像相机拍摄的所述着火区域的实时热成像图像；生成单元，根据所述实时热成像图像和所述第一指令，获得所述着火区域中的一目标灭火位置；控制单元，控制所述水炮的朝向，以使所述水炮向所述目标灭火位置喷水。
在本发明的一实施例中，所述生成单元根据所述实时热成像图像和所述第一指令，获得所述着火区域中的一目标灭火位置包括：调用与所述第一指令对应的图像处理算法；利用所述图像处理算法对所述实时热成像图像进行处理，以在所述实时热成像图像中识别出目标区域；以及将所述目标区域转换至世界坐标系，获得所述目标灭火位置。
在本发明的一实施例中，所述多种灭火模式包括以下灭火模式中的至少两个：第一灭火模式，优先对所述着火区域中温度最高的火源进行灭火作业；第二灭火模式，优先对所述着火区域中面积最大的火源进行灭火作业；第三灭火模式，优先对所述着火区域中相连的火源进行灭火作业。
在本发明的一实施例中，所述指令确认单元确定所述操作者通过所述输入部输入的第二指令之后，获取所述操作者通过所述输入部输入的第一指令。
在本发明的一实施例中，所述控制装置将所述实时热成像图像发送至所述远程控制器，以及在所述远程控制器显示所述实时热成像图像。
在本发明的一实施例中，所述控制装置在所述实时热成像图像中未识别出目标区域时，在所述远程控制器显示提示信息。
本发明还提出一种消防机器人，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上所述的消防机器人的控制方法。
本发明还提出一种计算机可读介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的消防机器人的控制方法。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
图1是根据本发明的一实施例的一种机器人主体的立体结构示意图
图2是根据本发明的一实施例的一种消防机器人的功能框图；
图3是根据本发明的一实施例的一种消防机器人的控制方法的流程图；
图4是根据本发明的一实施例的一种消防机器人的控制装置的框图。
附图标记说明
100 机器人主体
101 支撑平台
102 移动部
103 第一支架
104 水炮
105 第二支架
106 热成像相机
107 处理器
108 收发器
109 水炮控制器
200 远程控制器
201 输入部
202 显示器
300 机器人的控制方法
310-340 步骤
400 机器人的控制装置
410 指令获取单元
420 图像获取单元
430 生成单元
440 控制单元
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
图1是根据本发明的一实施例的一种机器人主体100的立体结构示意图。机器人主体100可移动至着火区域附近进行灭火作业。如图1所示，机器人主体100包括支撑平台101、移动部102、第一支架103、水炮104、第二支架105和热成像相机106。
支撑平台101用于为机器人主体100的部分结构提供支撑，例如水炮104和热成像相机105等。移动部102用于使机器人主体100移动，移动部102可以是如图1所示的由驱动电机所驱动的履带，也可以是由驱动电机所驱动的移动轮。水炮104通过第一支架103设置在支撑平台101上，第一支架103可以在水炮控制器(图未示)的控制下移动，从而调整水炮104的朝向，以使水炮向不同的着火点喷水。热成像相机106通过第二支架105设置在支撑平台101上，热成像相机106可以拍摄得到热成像图像。
图2是根据本发明的一实施例的一种消防机器人的功能框图。机器人包括机器人主体100和远程控制器200，操作者可以操作远程控制器200，以控制机器人主体100移动至着火区域附近进行灭火作业。在本发明的实施例中，远程控制器200与机器人主体100具有一定的距离，可以通过无线连接进行通信，该距离可以使得机器人主体100在远程控制器200的视野范围内，无线连接可以是蓝牙连接、红外连接、近场通信连接等。机器人主体100可以具有如图1所示的立体结构。
如图2所示，机器人主体100还具有处理器107、收发器108和水炮控制器109。处理器107可以是单核处理器、多核处理器或者是多个处理器构成的处理器组，多个处理器之间通过总线彼此连接。处理器107还可以包括图形处理器，以对图像和视频进行处理。收发器108用于向远程控制器200发送图像数据以及从远程控制器200接收指令。水炮控制器109用于根据处理器107的输出信号控制水炮的朝向，以使水炮向不同的着火点喷水。
远程控制器200具有输入部201，操作者可以通过输入部201输入指令。输入部201可以是接收操作者动作的物理按键和虚拟按键，也可以是接收操作者语音的麦克风。可选地，远程控制器200还可以具有显示器202，用于显示接收的图像数据。显示器202可以是液晶显示器、发光二极管显示器或有机发光二极管显示器等。
图3是根据本发明的一实施例的一种消防机器人的控制方法300的流程图。该控制方法300可以对如图1和图2所示的机器人进行控制。如图3所示，该实施例的消防机器人的控制方法300包括：
步骤310，获取操作者通过输入部输入的第一指令。
操作者可以通过远程控制器200的输入部201输入第一指令，采用无线连接获取该第一指令。输入部201可以是物理按键、虚拟按键或者是麦克风，相应地操作者可以通过按压物理按键、触摸虚拟按键以及发出语音来输入第一指令。
第一指令为操作者从多种灭火模式中选取的一种灭火模式。多种灭火模式包括第一灭火模式、第二灭火模式和第三灭火模式中的至少两个。操作者从多种灭火模式中选取的一种灭火模式，可以根据当前的火情选取对应的灭火模式，以快速应对当前火情，阻止火势进一步蔓延，提高了灭火效率。
第一灭火模式中，优先对着火区域中温度最高的火源进行灭火作业，以防止温度最高的火源导致的火势扩散。第二灭火模式中，优先对着火区域中面积最大的火源进行灭火作业，以防止着火区域中面积最大的火源导致的火势扩散。第三灭火模式中，优先对着火区域中相连的火源进行灭火作业，以阻断火源相连导致的火势扩散。
可以理解，多种灭火模式并不限于第一灭火模式、第二灭火模式和第三灭火模式中组合，也可以是操作者预设的灭火模式。在本发明的实施例中，操作者从多种灭火模式中选取的一种灭火模式称为火源识别模式。
在一种可选的情况中，确定操作者通过输入部输入的第二指令之后，获取操作者通过输入部输入的第一指令。机器人可以具有多种功能模式，例如火源识别模式、导航模式等。操作者通过输入部输入第二指令，以进入火源识别模式，在进入火源识别模式之后，操作者可通过输入部输入的第一指令，即只有在火源识别模式中，操作者才可以通过输入部输入第一指令。
步骤320，获取热成像相机拍摄的着火区域的实时热成像图像。
热成像相机对着火区域进行实时拍摄，得到着火区域的实时热成像图像，此步骤获取该实时热成像图像。热成像图像包括拍摄对象的温度信息，即热成像图像中颜色越深的像素其温度越高，相反地，颜色越浅的像素其温度越低，基于该原理，可以通过热成像图像获取着火区域的温度信息分析火源的位置，实现火源的自动识别，提高灭火效率。
获取热成像相机拍摄的着火区域的实时热成像图像还可以包括对实时热成像图像进行图像处理。示例性的，对实时热成像图像进行图像处理可以是降噪、增强、锐化等。
在一种可选的情况中，获取实时热成像图像之后，还可以将实时热成像图像发送至远程控制器200，以及在远程控制器200的显示器202上显示实时热成像图像。用户可以通过浏览显示器202上显示的实时热成像图像，了解着火区域的温度分布，以做出相应的灭火决策。
步骤330，根据实时热成像图像和第一指令，生成着火区域中的一目标灭火位置。
在此步骤中，根据步骤320的实时热成像图像和步骤310的第一指令，生成着火区域中的一目标灭火位置。示例性的，根据实时热成像图像和第一指令，获得着火区域中的一目标灭火位置可以包括：调用与第一指令对应的图像处理算法，利用图像处理算法对实时热成像图像进行处理，以在实时热成像图像中识别出目标区域，以及将目标区域转换至世界坐标系，获得目标灭火位置。
具体地，可以从存储器调用与第一指令对应的图像处理算法。第一指令为选择第一灭火模式时，调用第一图像处理算法，第一图像处理算法可以识别出各火源，并确定温度最高的火源，之后优先对着火区域中温度最高的火源进行灭火作业，可以防止温度最高的火源导致的火势扩散。
第一指令为选择第二灭火模式时，调用第二图像处理算法，第二图像处理算法可以识别出各火源，计算各火源的面积，确定面积最大的火源，之后优先对着火区域中面积最大的火源进行灭火作业，以防止着火区域中面积最大的火源导致的火势扩散。
第一指令为选择第三灭火模式时，调用第三图像处理算法，第三图像处理算法可以识别出各火源，并确定相连的火源，优先对着火区域中相连的火源进行灭火作业，以阻断火源相连导致的火势扩散。
在实时热成像图像中识别出目标区域之后，将目标区域转换至世界坐标系，获得目标灭火位置。具体地，在实时热成像图像中识别出目标区域，可以得到目标区域在实时热成像图像中的像素坐标，根据热成像相机的内参和外参，将目标区域转换至世界坐标系，得到世界坐标系中的目标灭火位置。可以对热成像相机进行标定，以得到热成像相机的内参和外参。
在一种可选的情况中，在实时热成像图像中未识别出目标区域时，在远程控制器200的显示器202上显示提示信息。通过在显示器202上显示提示信息，操作者得知未识别出目标区域，可以进行更改第一指令，移动机器人等后续操作。
步骤340，控制水炮的朝向，以使水炮向目标灭火位置喷水。
通过步骤330确定了目标灭火位置，在此步骤中，控制水炮朝向目标灭火位置喷水。具体地，机器人主体100的水炮控制器109接收到输入的目标灭火位置的世界坐标，根据目标灭火位置的世界坐标，控制水炮朝向目标灭火位置喷水。
本发明的该实施例提供了一种机器人的控制方法，通过热成像相机拍摄的热成像图像，可以获得着火区域的温度信息，可以自动识别出火源，抗干扰性强，提升了灭火效率。此外，操作者从多种灭火模式中选择一种灭火模式，可以根据当前的火情选取对应的灭火模式，以快速应对当前火情，阻止火势蔓延，进一步提高了灭火效率。
在此使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的方法所执行的操作。应当理解的是，前面的操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，或将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。例如，也可以在执行步骤320之后，在执行步骤310。
图4是根据本发明的一实施例的一种消防机器人的控制装置400的框图。该控制装置400可以对如图1和图2所示的消防机器人进行控制。
如图4所示，该实施例中的控制装置400包括：指令获取单元410，确定操作者通过输入部输入的第一指令，第一指令为操作者从多种灭火模式中选取的一种灭火模式。图像获取单元420，获取热成像相机拍摄的着火区域的实时热成像图像。生成单元430，根据实时热成像图像和第一指令，获得着火区域中的一目标灭火位置。控制单元440，控制水炮的朝向，以使水炮向目标灭火位置喷水。
在一种可选的情况中，生成单元430根据实时热成像图像和第一指令，获得着火区域中的一目标灭火位置包括：调用与第一指令对应的图像处理算法；利用图像处理算法对实时热成像图像进行处理，以在实时热成像图像中识别出目标区域；以及将目标区域转换至世界坐标系，获得目标灭火位置。
在一种可选的情况中，多种灭火模式包括以下灭火模式中的至少两个：第一灭火模式，优先对着火区域中温度最高的火源进行灭火作业；第二灭火模式，优先对着火区域中面积最大的火源进行灭火作业；第三灭火模式，优先对着火区域中相连的火源进行灭火作业。
在一种可选的情况中，指令确认单元410确定操作者通过输入部输入的第二指令之后，获取操作者通过输入部输入的第一指令。
在一种可选的情况中，控制装置400将实时热成像图像发送至远程控制器，以及在远程控制器显示实时热成像图像。
在一种可选的情况中，控制装置400在实时热成像图像中未识别出目标区域时，在远程控制器显示提示信息。
控制装置400的实现方式和具体过程可参考控制方法300，此处不再赘述。
本发明还提出一种消防机器人，包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上文所述的消防机器人的控制方法。
本发明还提出一种计算机可读介质，计算机可读存储介质上存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上文所述的消防机器人的控制方法。
本发明的方法和装置的一些方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。处理器可以是一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DAPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器或者其组合。此外，本发明的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。例如，计算机可读介质可包括，但不限于，磁性存储设备(例如，硬盘、软盘、磁带……)、光盘(例如，压缩盘(CD)、数字多功能盘(DVD)……)、智能卡以及闪存设备(例如，卡、棒、键驱动器……)。
计算机可读介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等等、或合适的组合形式。计算机可读介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机可读介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、射频信号、或类似介质、或任何上述介质的组合。
应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。
Claims (14)
1.一种消防机器人的控制方法(300)，所述消防机器人包括可移动至着火区域附近进行灭火作业的机器人主体和无线连接至所述机器人主体的远程控制器，所述远程控制器具有输入部，所述机器人主体具有热成像相机和水炮；所述控制方法(300)包括：
获取操作者通过所述输入部输入的第一指令，所述第一指令为所述操作者从多种灭火模式中选取的一种灭火模式(310)；
获取所述热成像相机拍摄的所述着火区域的实时热成像图像(320)；
根据所述实时热成像图像和所述第一指令，生成所述着火区域中的一目标灭火位置(330)；
控制所述水炮的朝向，以使所述水炮向所述目标灭火位置喷水(340)。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据所述实时热成像图像和所述第一指令，获得所述着火区域中的一目标灭火位置包括：
调用与所述第一指令对应的图像处理算法；
利用所述图像处理算法对所述实时热成像图像进行处理，以在所述实时热成像图像中识别出目标区域；以及
将所述目标区域转换至世界坐标系，获得所述目标灭火位置。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述多种灭火模式包括以下灭火模式中的至少两个：
第一灭火模式，优先对所述着火区域中温度最高的火源进行灭火作业；
第二灭火模式，优先对所述着火区域中面积最大的火源进行灭火作业；
第三灭火模式，优先对所述着火区域中相连的火源进行灭火作业。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：确定所述操作者通过所述输入部输入的第二指令之后，获取所述操作者通过所述输入部输入的第一指令。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：将所述实时热成像图像发送至所述远程控制器，以及在所述远程控制器显示所述实时热成像图像。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：在所述实时热成像图像中未识别出目标区域时，在所述远程控制器显示提示信息。
7.一种消防机器人的控制装置(400)，所述消防机器人包括可移动至着火区域附近进行灭火作业的机器人主体和无线连接至所述机器人主体的远程控制器，所述远程控制器具有输入部，所述机器人主体具有热成像相机和水炮；所述控制装置(400)包括：
指令获取单元(410)，确定操作者通过所述输入部输入的第一指令，所述第一指令为所述操作者从多种灭火模式中选取的一种灭火模式；
图像获取单元(420)，获取所述热成像相机拍摄的所述着火区域的实时热成像图像；
生成单元(430)，根据所述实时热成像图像和所述第一指令，获得所述着火区域中的一目标灭火位置；
控制单元(440)，控制所述水炮的朝向，以使所述水炮向所述目标灭火位置喷水。
8.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述生成单元(430)根据所述实时热成像图像和所述第一指令，获得所述着火区域中的一目标灭火位置包括：
调用与所述第一指令对应的图像处理算法；
利用所述图像处理算法对所述实时热成像图像进行处理，以在所述实时热成像图像中识别出目标区域；以及
将所述目标区域转换至世界坐标系，获得所述目标灭火位置。
9.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述多种灭火模式包括以下灭火模式中的至少两个：
第一灭火模式，优先对所述着火区域中温度最高的火源进行灭火作业；
第二灭火模式，优先对所述着火区域中面积最大的火源进行灭火作业；
第三灭火模式，优先对所述着火区域中相连的火源进行灭火作业。
10.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述指令确认单元(410)确定所述操作者通过所述输入部输入的第二指令之后，获取所述操作者通过所述输入部输入的第一指令。
11.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置(400)将所述实时热成像图像发送至所述远程控制器，以及在所述远程控制器显示所述实时热成像图像。
12.根据权利要求11所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置(400)在所述实时热成像图像中未识别出目标区域时，在所述远程控制器显示提示信息。
13.一种消防机器人，其特征在于，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的消防机器人的控制方法。
14.一种计算机可读介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的消防机器人的控制方法。
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